Físicos de la Universidad de Massachusetts Amherst proponen que un neutrino récord detectado en 2023 se originó a partir de la explosión de un agujero negro primordial que posee una 'carga oscura'. La energía de la partícula, 100.000 veces superior a la producida por el Gran Colisionador de Hadrones, desconcertó a los científicos dado que solo fue registrada por el experimento KM3NeT. Su modelo, publicado en Physical Review Letters, también podría ofrecer pistas sobre la naturaleza de la materia oscura.
En 2023, la colaboración KM3NeT detectó un neutrino que impactó contra la Tierra con una energía sin precedentes, superando con creces cualquier proceso de aceleración cósmica conocido. El experimento IceCube, otro importante detector de neutrinos, no registró ningún evento similar, lo que plantea dudas sobre la rareza del fenómeno. Ahora, investigadores como Andrea Thamm, Joaquim Iguaz Juan y Michael Baker de la UMass Amherst sugieren que el neutrino provino de un agujero negro primordial casi extremal —una reliquia del universo primitivo— que experimenta una evaporación explosiva mediante la radiación de Hawking. Estos agujeros negros, propuestos por Stephen Hawking en la década de 1970, se encogen y calientan a medida que emiten partículas, culminando en una explosión detectable por los instrumentos actuales, posiblemente una vez por década, según estima el equipo. Los investigadores introducen una 'carga oscura' en estos agujeros negros, similar a una fuerza eléctrica pero que involucra un 'electrón oscuro' más pesado. 'Creemos que los agujeros negros primordiales (PBH, por sus siglas en inglés) con carga oscura, lo que llamamos PBH casi extremales, son el eslabón perdido', afirmó Iguaz Juan, investigador posdoctoral en la UMass Amherst. Este modelo reconcilia la observación de KM3NeT con el silencio de IceCube y coincide con la señal predicha. Baker señaló que la complejidad de la teoría la hace más realista que otras alternativas más sencillas. 'Lo genial es ver que nuestro modelo puede explicar este fenómeno, por lo demás inexplicable', dijo. Thamm añadió que tales explosiones podrían revelar nuevas partículas más allá del Modelo Estándar, incluidos candidatos a materia oscura. El estudio sugiere que una población de estos agujeros negros podría explicar toda la materia oscura faltante, alineándose con las observaciones de galaxias y del fondo cósmico de microondas. Baker describió el neutrino como 'una nueva ventana al universo', que potencialmente podría verificar la radiación de Hawking y los agujeros negros primordiales.