В 2023 году в Землю врезалась субатомная частица нейтрино с такой энергией, что это казалось невозможным. Ни один известный источник во Вселенной не мог ее породить. Энергия этого нейтрино была в 100 тысяч раз выше, чем у частиц в Большом адронном коллайдере. В новой работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, физики предложили интригующее объяснение природе этой частицы.
Наследие Большого взрыва
Обычно черные дыры возникают после смерти гигантских звезд. Однако в 1970 году Стивен Хокинг предположил существование первичных черных дыр (ПЧД). Они могли образоваться сразу после Большого взрыва из плотной материи ранней Вселенной.
Согласно теории Хокинга, черные дыры могут испаряться, излучая частицы. Чем легче дыра, тем горячее она становится и тем быстрее испаряется, в финале устраивая мощный взрыв. Именно такой взрыв мог бы стать источником всех существующих субатомных частиц.
Загадочное нейтрино засекла обсерватория KM3NeT, но аналогичный эксперимент IceCube ничего не увидел. Это создало противоречие: если первичные черные дыры взрываются часто, Землю должно буквально поливать потоками таких частиц.
Ученые предложили решение: модель ПЧД с «темным зарядом». Это гипотетическое свойство, похожее на электрический заряд, но включающее тяжелый «темный электрон». Такая сложная модель объясняет, почему одно устройство увидело вспышку, а другое — нет.
Разгадка темной материи
Если гипотеза о темном заряде верна, это может объяснить природу темной материи, из которой состоит значительная часть Вселенной. Существование популяции таких специфических черных дыр согласуется с астрофизическими наблюдениями и заполняет пробелы в нашем понимании космоса.
Наблюдение 2023 года может стать первым экспериментальным подтверждением излучения Хокинга и существования новой физики за пределами Стандартной модели.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики предложили новую трактовку природы времени.
