Fysiker kopplar extrem neutrion till exploderande primordiala svarta hål

Fysiker vid University of Massachusetts Amherst föreslår att en rekordstor neutrino som detekterades 2023 har sitt ursprung i explosionen av ett primordialt svart hål med en "mörk laddning". Partikelns energi, 100 000 gånger större än den som produceras av Large Hadron Collider, har förbryllat forskare eftersom endast experimentet KM3NeT registrerade den. Deras modell, som publicerats i Physical Review Letters, skulle också kunna ge ledtrådar om den mörka materiens natur.

År 2023 detekterade KM3NeT-samarbetet en neutrino som träffade jorden med en oöverträffad energi, långt överstigande alla kända kosmiska accelerationsprocesser. IceCube-experimentet, en annan stor neutrinodetektor, registrerade ingen liknande händelse, vilket väckte frågor om fenomenets sällsynthet. Nu föreslår forskare, däribland Andrea Thamm, Joaquim Iguaz Juan och Michael Baker från UMass Amherst, att neutrion kom från ett kvasiextremt primordialt svart hål – en kvarleva från det tidiga universum – som genomgick explosiv avdunstning via Hawkingstrålning. Dessa svarta hål, som föreslogs av Stephen Hawking på 1970-talet, krymper och värms upp när de avger partiklar, vilket kulminerar i en skur som kan detekteras av nuvarande instrument, potentiellt en gång per decennium, uppskattar teamet. Forskarna introducerar en "mörk laddning" i dessa svarta hål, liknande en elektrisk kraft men som involverar en tyngre "mörk elektron". "Vi tror att primordiala svarta hål med en mörk laddning – vad vi kallar kvasiextrema primordiala svarta hål – är den saknade länken", säger Iguaz Juan, postdoktor vid UMass Amherst. Denna modell förenar KM3NeT-observationen med IceCubes tystnad och stämmer överens med den förutspådda signalen. Baker noterade att teorins komplexitet gör den mer realistisk än enklare alternativ. "Det som är så häftigt är att se att vår modell kan förklara detta annars oförklarliga fenomen", sa han. Thamm tillade att sådana explosioner skulle kunna avslöja nya partiklar utanför standardmodellen, inklusive kandidater för mörk materia. Studien tyder på att en population av dessa svarta hål skulle kunna utgöra all saknad mörk materia, vilket stämmer överens med observationer av galaxer och den kosmiska bakgrundsstrålningen. Baker beskrev neutrion som "ett nytt fönster mot universum", som potentiellt kan bekräfta Hawkingstrålning och primordiala svarta hål.

Relaterade artiklar

Physicists with the STAR collaboration have observed particles emerging directly from empty space during high-energy proton collisions at Brookhaven National Laboratory. The experiment provides strong evidence that mass can arise from vacuum fluctuations, as predicted by quantum chromodynamics. Quark-antiquark pairs promoted to real particles retained spin correlations tracing back to the vacuum.

Rapporterad av AI

Researchers propose that ancient gravitational waves in the early universe produced particles that became dark matter. The study by scientists from Johannes Gutenberg University Mainz and Swansea University suggests a new mechanism involving stochastic gravitational waves converting into fermions. Published in Physical Review Letters, the work addresses a key mystery in cosmology.

Astronomers have identified a bright supernova from over 10 billion years ago, its light gravitationally lensed into multiple images by a foreground galaxy. This unique observation allows simultaneous views of different stages of the explosion. The time delays between images could reveal details about the universe's expansion rate and dark energy.

Rapporterad av AI

Astronomers have uncovered evidence that a black hole and neutron star merged while following an unusual oval-shaped orbit, challenging expectations of circular paths in such events. The discovery comes from a reanalysis of gravitational wave data from the event known as GW200105. This finding suggests the system formed in a dynamic stellar environment.

Denna webbplats använder cookies

Vi använder cookies för analys för att förbättra vår webbplats. Läs vår integritetspolicy för mer information.
Avböj