強(qiáng)大的粒子探測(cè)可能意味著我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)爆炸的黑洞

一個(gè)微小粒子以 220 拍電子伏特的破紀(jì)錄能量撞擊地球，可能是蒸發(fā)的最后尖叫黑洞.

根據(jù)一篇新的理論論文，2023中微子名為 KM3-230213A 的事件可以用霍金輻射作為原始黑洞吹得一無所有。

此外，麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家亞歷山德拉·克利普費(fèi)爾和大衛(wèi)·凱撒表明，同樣的機(jī)制可以解釋其他高能中微子事件。

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這意味著高能中微子事件可能是霍金輻射的第一個(gè)觀測(cè)證據(jù)。

此外因?yàn)檫@項(xiàng)工作依賴于原始黑洞構(gòu)成宇宙中大部分暗物質(zhì)的假設(shè)，結(jié)果為另一個(gè)謎團(tuán)提供了部分解決方案。

“事實(shí)證明，在這種情況下，一切似乎都一致，我們不僅可以證明大多數(shù)暗物質(zhì)[在這種情況下]是由原始的黑洞，但我們也可以生產(chǎn)這些高能中微子來自附近的僥幸原始黑洞爆炸，”Klipfel 說.“我們現(xiàn)在可以嘗試通過各種實(shí)驗(yàn)來尋找和確認(rèn)這一點(diǎn)?！?/p>

中微子是宇宙中最豐富的粒子之一。它們是在恒星聚變或超新星爆炸等高能環(huán)境下大量產(chǎn)生的。但它們沒有電荷，質(zhì)量幾乎為零，幾乎不與遇到的其他粒子相互作用。事實(shí)上，數(shù)千億個(gè)中微子現(xiàn)在正在流經(jīng)你的身體。

這使得中微子幾乎不可能被探測(cè)到，但有時(shí)，它們會(huì)以我們可以檢測(cè)到的方式撞擊另一個(gè)粒子。它們攜帶的能量被認(rèn)為與產(chǎn)生它們的機(jī)制有關(guān)，能量越多的事件會(huì)產(chǎn)生能量越多的中微子。

然而，在 220 拍電子伏特時(shí)，KM3-230213A 真的非同尋常.之前的紀(jì)錄保持者精力充沛10 拍電子伏特.

這顯然引發(fā)了人們對(duì)生產(chǎn) KM3-230213A 的發(fā)動(dòng)機(jī)的一些疑問。一種可能性是，這是一種我們以前從未見過的事件。

這讓我們想到原始黑洞，理論上是由時(shí)空量子漲落在后的第一秒內(nèi)形成的。大爆炸.我們還沒有確認(rèn)這些奇怪物體的存在;事實(shí)上，根據(jù)理論，它們應(yīng)該很快就會(huì)自我毀滅。

這是因?yàn)榭茖W(xué)家認(rèn)為黑洞可能會(huì)發(fā)射一種叫做的東西霍金輻射，它是由事件視界附近的量子效應(yīng)產(chǎn)生的。黑洞越小，它發(fā)出的霍金輻射能量就越高。最終，黑洞完全蒸發(fā)，爆炸成一陣粒子。

Klipfel 和 Kaiser 假設(shè)，如果宇宙中甚至有一部分暗物質(zhì)由原始黑洞組成，那么一些原始黑洞今天可能仍然徘徊，走向最終的厄運(yùn)。

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他們的問題是：KM3-230213A 和其他一些 PeV 中微子可以用這些黑洞死亡時(shí)發(fā)出的霍金輻射來解釋嗎？?jī)扇擞?jì)算了縮小的黑洞應(yīng)該發(fā)出的霍金輻射量，最后以黑洞死亡為結(jié)論。

他們發(fā)現(xiàn)，在其生命的最后一納秒中，一個(gè)垂死的原始黑洞圍繞著一個(gè)質(zhì)量的小行星應(yīng)該發(fā)射大約一個(gè)六分之一中微子，其能量在KM3-230213A中觀測(cè)到的范圍內(nèi)。

然而，對(duì)于具有 KM3-230213A 能量特征的中微子與地球相撞，爆炸需要發(fā)生在距離地球 2,000 個(gè)天文單位的范圍內(nèi)，即大約一光年的 3%。那是里面奧爾特云，定義太陽(yáng)系引力邊界的巨大小巖石球體。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這種情況可能會(huì)發(fā)生，概率略低于 8%。

“8% 的幾率并不是很高，但它完全在我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待這種機(jī)會(huì)的范圍內(nèi)——更是如此，因?yàn)榈侥壳盀橹?，還沒有找到其他解釋可以解釋無法解釋的超高能中微子和更令人驚訝的超高能中微子事件，”凱撒說.

與此同時(shí)，他們研究中的低能事件可能是更遙遠(yuǎn)的原始黑洞像小氣球一樣爆裂的一種背景嗡嗡聲。

為了讓這一切變得更加有趣，一個(gè)完全不同的紙張掉落就在 Klipfel 和 Kaiser 的工作前幾天，預(yù)測(cè)探測(cè)到爆炸的原始黑洞將在十年內(nèi)以 90% 的概率發(fā)生。如果我們的中微子探測(cè)器一直都在做這件事，那不是很酷嗎？

這是一個(gè)重要的說法，在科學(xué)家聲稱我們已經(jīng)探測(cè)到霍金輻射和原始黑洞之前，需要更多的證據(jù)。不過，確實(shí)感覺現(xiàn)在這可能只是時(shí)間問題。

該研究已發(fā)表在物理評(píng)論快報(bào).

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