Охота на микроскопические чёрные дыры экспресс
В 2016–2018 годах на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе протоны сталкивались с энергией 13 тераэлектронвольт — как если бы две горошины разгоняли до скоростей, при которых их удар рождает целый рой новых частиц. Среди этого роя физики искали самых экзотических гостей: микроскопические чёрные дыры, клубки струн и электрослабые сфалероны. Ни один из них не появился, но сам поиск стал самым тщательным в истории.
Чтобы не пропустить сигнал, исследователи применили два новых подхода. Первый метод опирается на форму распределения суммы поперечных импульсов всех частиц в событии — она остаётся неизменной независимо от того, какие именно частицы родились. Второй метод сортирует события по близости их характеристик, как сортируют фотографии по сходству, выделяя необычные столкновения. Это позволило установить, что чёрные дыры легче 8,4–11,4 тераэлектронвольт (примерно в 9000 раз тяжелее протона) не существуют с вероятностью 95%. А доля кварк-кварковых взаимодействий выше порога электрослабого сфалерона не превышает 0,0034.
Такой результат не разочаровывает, а уточняет границы возможного. Каждый ненайденный объект — это кирпичик в стене, отделяющей проверенные законы физики от смелых гипотез. Коллайдер, как гигантское сито, просеивает реальность, и то, что не прошло сквозь ячейки, остаётся лишь в воображении теоретиков.
Микроскопическая чёрная дыра, если бы родилась на коллайдере, испарилась бы за ничтожные доли секунды из-за излучения Хокинга — ещё до того, как успела бы поглотить хоть один атом детектора.
В сериале «Звёздные врата: SG-1» микроскопические чёрные дыры использовались как оружие, способное уничтожить целую планету, — физики на LHC проверяют, возможны ли такие объекты в принципе.