На коллайдере не нашли микроскопические черные дыры, сузив поиск физики
Физики, работавшие с детектором CMS на Большом адронном коллайдере, не увидели микроскопических черных дыр. При этом они заметно сократили пространство для поиска явлений за пределами известной физики. Исследование выполнили в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре на данных 2016–2018 годов. 5 мая 2026 года результаты вышли в журнале Progress in High Energy Physics, о них сообщил SciTechDaily. Данную информацию сообщает портал MiraNews.
Квантовые черные дыры пока остаются гипотетическими. Их рассматривают как возможный мост между квантовой механикой и общей теорией относительности. Если бы такая структура родилась при столкновении протонов, она бы почти сразу распалась. Но даже короткий след продуктов распада помог бы понять, как ведет себя гравитация на квантовом масштабе.
Новый анализ ограничил рождение подобных объектов энергиями примерно до 12 тераэлектронвольт в рамках проверенных теорий. Эксперименты CMS и ATLAS и прежде не находили таких черных дыр. Однако теперь ученые учли больше столкновений и заглянули в более высокие энергетические диапазоны. Исследователь CMS Тамаш Вами отметил: если бы свидетельства нашлись, появилась бы возможность напрямую изучать квантовую гравитацию.
Чтобы отделить вероятный сигнал от фона, команда измеряла суммарную энергию частиц и их распределение. Черная дыра распадалась бы почти сферически, разбрасывая частицы по многим направлениям. Ученые применили расстояние в фазовом пространстве — многомерную карту с координатами, временем, энергией и импульсом — и метод опорных векторов. Подход сравнили с показателем сферичности. Такой метод относится к контролируемому обучению, поэтому его математические выводы можно перепроверять, в отличие от непрозрачных систем типа «черного ящика». Аспирант Дани Чжан уточнил: способ впервые использовали для данных физики частиц.
С гипотезой о дополнительных измерениях связывают рождение квантовых черных дыр: в части моделей 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 больше двух. Без них даже черная дыра массой около микрограмма потребовала бы энергию, которая в миллион миллиардов раз превышает нынешнюю. В той же работе искали сфалероны — нестабильные конфигурации полей, связанные с преобладанием материи над антиматерией; их не нашли, но частота взаимодействий, способных запускать подобные переходы, получила новые ограничения. После обновления Большого адронного коллайдера ученые надеются продолжить поиски на ускорителе высокой светимости HL-LHC.
