В 2023 году детектор KM3NeT зафиксировал нейтрино с энергией, недостижимой ни для одного известного астрофизического процесса. Частица несла в 100 тысяч раз больше энергии, чем протоны на Большом адронном коллайдере. Физики из Массачусетского университета в Амхерсте (США) предложили объяснение: источником мог быть взрыв особого типа чёрной дыры.

Изображение: Grok ai

Речь идёт о так называемых «квазиэкстремальных» первичных чёрных дырах (quasi-extremal PBH). В отличие от обычных чёрных дыр, которые образуются при коллапсе звёзд, первичные возникли в первые мгновения после Большого взрыва. Они гораздо меньше и, согласно теории Хокинга, должны постепенно испаряться, излучая частицы. Чем легче дыра, тем быстрее идёт процесс. После завершения этого процесса происходит взрыв.

По расчётам авторов, такие события случаются примерно раз в десять лет, и их можно зарегистрировать. Но тут возникла некоторая несостыковка. Другой нейтринный детектор, имеющий название IceCube, в данном случае ничего не зафиксировал.

Чтобы снять противоречие, команда ввела в модель так называемый «тёмный заряд». Это аналог электрического заряда, но имеет гипотетически существующую тяжёлую частицу, которую назвали «тёмным электроном». Первичная квазиэкстремальная дыра с таким зарядом испаряется иначе. Её излучение даёт, вероятно, меньше частиц в диапазоне фиксирующей аппаратуры детектора IceCube, но может породить редкий и очень мощный выброс, который легко заметит KM3NeT.

Если эта гипотеза верна, вспышка нейтрино становится не просто аномалией, а ключом сразу к нескольким загадкам. Вполне может быть, это даже приведет к экспериментальному подтверждению излучения Хокинга, доказательству существования первичных чёрных дыр и частиц за пределами Стандартной модели. И, возможно, к природе широко обсуждаемой сейчас тёмной материи.