На коллайдере не обнаружили микроскопические черные дыры, сузив область поиска физики
Физики, работающие с детектором CMS на Большом адронном коллайдере, не обнаружили микроскопические черные дыры. Тем не менее, они значительно сузили область поиска явлений, выходящих за рамки известной физики. Исследование было проведено в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре с использованием данных за период 2016–2018 годов. Результаты были опубликованы 5 мая 2026 года в журнале Progress in High Energy Physics, о чем сообщило издание SciTechDaily. Эту информацию сообщает издание ProGorodNSK.ru.
Квантовые черные дыры остаются гипотетическими объектами и рассматриваются как потенциальный мост между квантовой механикой и общей теорией относительности. Если бы такая структура возникла в результате столкновения протонов, она бы быстро распалась. Однако даже краткий след от продуктов распада мог бы дать представление о поведении гравитации на квантовом уровне.
Новый анализ ограничил возможность рождения подобных объектов энергиями примерно до 12 тераэлектронвольт в рамках проверенных теорий. Эксперименты CMS и ATLAS ранее также не находили такие черные дыры, но теперь ученые учли большее количество столкновений и исследовали более высокие энергетические диапазоны. Исследователь CMS Тамаш Вами отметил, что если бы были найдены свидетельства, это дало бы возможность напрямую изучать квантовую гравитацию.
Для отделения вероятного сигнала от фона команда измеряла общую энергию частиц и их распределение. Черная дыра распадалась бы почти сферически, разбросав частицы в разных направлениях. Ученые использовали расстояние в фазовом пространстве — многомерную карту с координатами, временем, энергией и импульсом — и метод опорных векторов. Этот подход был сопоставлен с показателем сферичности. Метод относится к контролируемому обучению, что позволяет перепроверять его математические выводы, в отличие от непрозрачных систем типа «черного ящика». Аспирант Дани Чжан уточнил, что этот способ впервые применили для данных физики частиц.
С гипотезой о дополнительных измерениях связывают рождение квантовых черных дыр: в некоторых моделях они усиливали бы гравитацию на малых расстояниях и делали бы нужную энергию доступной для коллайдера. Новые ограничения показывают, что при выбранных параметрах проверенных теорий дополнительных измерений может быть не более двух. Без них даже черная дыра массой около микрограмма потребовала бы энергии, превышающей нынешнюю в миллион миллиардов раз. В той же работе искали сфалероны — нестабильные конфигурации полей, связанные с преобладанием материи над антиматерией; их не нашли, но частота взаимодействий, способных инициировать подобные переходы, получила новые ограничения. После обновления Большого адронного коллайдера ученые планируют продолжить поиски на ускорителе высокой светимости HL-LHC.
