LHC не најде квантни црни дупки, но го стесни просторот за нивно постоење

Нова анализа на податоците од Големиот хадронски судирач (LHC) не откри докази за микроскопски квантни црни дупки. Резултатите, сепак, поставуваат построги ограничувања за теориите со дополнителни просторни димензии и за моделите на квантна гравитација.

Истражувачите од Универзитетот во Калифорнија, Санта Барбара, ги анализирале податоците што детекторот CMS ги собрал од 2016 до 2018 година. Хипотетичките црни дупки би биле сосема различни од астрофизичките: би траеле исклучително кратко и веднаш би се распаднале на други честички.

Можноста за нивно создавање се темели на идејата дека дополнителни просторни димензии би можеле да ја направат гравитацијата многу посилна на субатомски растојанија. Во таков случај, судирите на протони со висока енергија би можеле привремено да создадат објект налик на квантна црна дупка.

Иако сигнал не е пронајден, резултатот не претставува научен неуспех. Тој исклучува одредени комбинации на својства и покажува каде вакви објекти не можат да се кријат. Со секое вакво мерење се намалува бројот на можни теории што би можеле да ја објаснат врската меѓу квантната физика и гравитацијата.

Во потрагата биле користени два главни показатели. Едниот е сферичноста на настанот, бидејќи распадот на црна дупка би создал честички што се движат во многу различни насоки. Другиот е вкупната енергија на создадените честички, која би била невообичаено висока за потенцијален сигнал.

Тимот ја применил и новата техника „растојание во фазен простор“, комбинирана со надгледуван алгоритам за машинско учење познат како машина со потпорни вектори. Методот ги споредува настаните според нивната енергија, импулс и други физички својства, а во оваа анализа се покажал поуспешен од самото мерење на сферичноста.

Микроскопските црни дупки се интересни затоа што би претставувале редок случај во кој квантните ефекти и силната гравитација се појавуваат истовремено. Нивното отсуство во досегашните податоци затоа им помага на физичарите попрецизно да одредат каде треба да ги насочат идните експерименти.