物理学者らが極端なニュートリノと原始ブラックホールの爆発の関連性を指摘

マサチューセッツ大学アマースト校の物理学者チームは、2023年に観測された記録的なニュートリノが、「ダークチャージ(暗黒電荷)」を帯びた原始ブラックホールの爆発に由来するとの説を提唱した。この粒子のエネルギーは大型ハドロン衝突型加速器で生成されるものの10万倍に達し、KM3NeT実験でのみ観測されたことから科学者らを困惑させていた。専門誌「フィジカル・レビュー・レターズ」に掲載された彼らのモデルは、ダークマター(暗黒物質)の正体を示唆する可能性も秘めている。

2023年、KM3NeT共同研究グループは、地球に到達したこれまでにない高エネルギーのニュートリノを観測した。これは既知の宇宙におけるいかなる加速プロセスをもはるかに凌駕する数値であった。別の主要なニュートリノ観測実験であるIceCubeでは同様の事象が記録されなかったため、この現象の希少性が疑問視されていた。現在、マサチューセッツ大学アマースト校のAndrea Thamm氏、Joaquim Iguaz Juan氏、Michael Baker氏ら研究チームは、このニュートリノがホーキング放射を通じて爆発的に蒸発する「準極限原始ブラックホール(初期宇宙の遺物)」から発生した可能性があると示唆している。スティーブン・ホーキング博士が1970年代に提唱したこれらのブラックホールは、粒子を放出するにつれて収縮・加熱し、最終的には現在の装置で10年に1度程度の頻度で検出可能な爆発を引き起こすと研究チームは推計している。研究者らは、これらのブラックホールに電気力と似ているが、より重い「ダーク電子」が関与する「ダークチャージ」という概念を導入した。「ダークチャージを持つ原始ブラックホール、我々が『準極限原始ブラックホール』と呼ぶものがミッシングリンクであると考えている」と、同大学のポストドクターであるIguaz Juan氏は述べている。このモデルは、KM3NeTの観測結果とIceCubeの沈黙を整合させ、予測された信号とも一致している。Baker氏は、理論の複雑さがかえってより単純な代替案よりも現実的なものにしていると指摘し、「我々のモデルが、これまでは説明がつかなかった現象を解明できることが非常に興味深い」と語った。Thamm氏は、こうした爆発がダークマター候補を含む、標準模型を超えた新しい粒子の存在を明らかにする可能性があると付け加えた。本研究は、こうしたブラックホールの集団が、銀河や宇宙マイクロ波背景放射の観測結果と整合しつつ、観測不能なダークマターのすべてを説明し得ることを示唆している。Baker氏は、このニュートリノについて「宇宙を見る新しい窓」であり、ホーキング放射や原始ブラックホールの存在を実証する可能性があると評した。

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