Физики показали процесс появления черных дыр в коллайдере

Ученые провели моделирование возникновения черных дыр в результате столкновения частиц в ускорителе и установили, что необходимая для этого энергия в 2,4 раза меньше, чем считалось ранее. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводит сайт Американского физического общества.

В ходе моделирования две частицы были представлены в виде двух жидких «капель», летящих навстречу друг другу. Непосредственно после столкновения его энергия концентрировалась в двух «фокусах» по обеим сторонам плоскости соприкосновения. В этих точках возникали две черные дыры, которые практически сразу сливались в одну (видео). Ее энергия составила 72 процента от исходной энергии столкновения, а остальное рассеивалось в виде гравитационных волн.

Возникновение черных дыр при столкновении частиц и их хокинговское испарение с образованием новых частиц экспериментально обнаружить до сих пор не удавалось. Авторы указывают, что получение миниатюрных дыр в современных коллайдерах крайне маловероятно даже с учетом энергетических «послаблений», выявленных в ходе моделирования.

Черные дыры представляют собой участки пространства с настолько большой гравитацией, что даже свет не может покинуть их пределы. Тем не менее, черные дыры способны терять энергию и испаряться за счет излучения, предсказанного Стивеном Хокингом. Оно возникает из-за квантового эффекта образования пар частица-античастица непосредственно на границе радиуса черной дыры. Чем черная дыра меньше, тем быстрее она испаряется. Миниатюрные черные дыры, возникновение которых возможно при столкновении частиц, способны существовать около 10−26 секунды.

В 2008 году в связи с запуском Большого адронного коллайдера теоретическая возможность образования черных дыр в ходе столкновений частиц привлекла широкий общественный интерес.