Într-o perioadă în care finanțările publice pentru cercetare științifică sunt în scădere, inclusiv în domenii strategice precum fizica particulelor și cosmologia, comunitatea științifică începe să privească dincolo de granițele Terrei. Ce-ar fi dacă Universul ne-ar oferi deja propriile sale instrumente de cercetare, mult mai eficiente și, paradoxal, gratuite?
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Un nou studiu publicat în Physical Review Letters propune tocmai acest scenariu, folosirea găurilor negre supermasive ca acceleratoare naturale de particule. Ideea vine de la Andrew Mummery, fizician teoretician la Universitatea Oxford, și Joseph Silk, expert în astrofizică afiliat universităților Johns Hopkins, Oxford și Institutului de Astrofizică din Paris, relatează UniverseToday.
Colizorul natural: un vis (aproape) realizabil
În prezent, descoperirile în fizica fundamentală depind de facilități uriașe, precum Large Hadron Collider (LHC) de la CERN, o mașinărie de 27 km care accelerează protoni aproape de viteza luminii pentru a recrea condițiile primordiale ale Universului. Scopul? Descoperirea de particule exotice, cum ar fi cele de materie întunecată, care ar putea explica cele 85% din materie „invizibilă” din cosmos.
Totuși, LHC nu a detectat (încă) nicio particulă de materie întunecată. Iar următoarea generație de acceleratoare, precum Future Circular Collider (FCC), este estimată la peste 30 de miliarde de dolari și ar putea deveni funcțională abia peste 30–40 de ani.
În schimb, natura ne oferă deja un sistem cu performanțe comparabile, găurile negre rotative, cunoscute și ca găuri negre Kerr.
Cum accelerează o gaură neagră particule
În centrul multor galaxii, inclusiv al Căii Lactee, se află găuri negre supermasive care devorează materie din jurul lor prin discuri de acreție. Acest proces generează energii uriașe și jeturi de plasmă relativistă, un cadru perfect pentru coliziuni de particule de mare energie.
Potrivit studiului, aceste regiuni pot produce coliziuni cu energii între zeci și sute de teraelectronvolți (TeV), rivalizând sau chiar depășind capacitatea LHC-ului (13 TeV) sau a viitorului FCC (100 TeV). Cu alte cuvinte, Universul însuși generează zilnic coliziuni la niveluri pe care noi abia începem să le imaginăm în laboratoare.
„Dacă găurile negre pot genera particule prin coliziuni de protoni la energii uriașe, am putea detecta astfel de semnale pe Pământ – particule care traversează rapid detectorii noștri cu semnături bizare”, explică Joseph Silk. „Acestea ar putea constitui dovezi pentru existența unor coliziuni cosmice care ating energii inaccesibile pe Terra.”
De la teoria gravitației la aplicații tehnologice
Deși sună ca o fantezie științifică, semnalele provenite din aceste „acceleratoare gravitaționale” ar putea fi detectate cu instrumente deja în uz: observatoare de neutrini precum IceCube (la Polul Sud), KM3NeT (în Marea Mediterană) sau rețele internaționale ca Global Neutrino Network.
Mai mult, unele echipe de cercetare explorează deja dacă exploziile de raze gamma din centrul galaxiilor pot conține semnături ale materiei întunecate. Dacă ipoteza se confirmă, studierea acestor evenimente ar putea deveni o cale viabilă, și mult mai ieftină, pentru testarea modelelor standard din fizică și cosmologie.
De ce contează pentru viitorul tehnologiei
Departe de a fi doar o curiozitate academică, acest tip de cercetare deschide uși spre tehnologii emergente, inclusiv metode noi de detectare a particulelor, algoritmi pentru interpretarea evenimentelor cosmice, și poate chiar un nou cadru teoretic care va schimba modul în care înțelegem realitatea.
În plus, ideea că gravitația, o forță clasică, ar putea juca un rol în accelerarea particulelor și generarea de informație la scară cuantică poate duce, în timp, la convergența între fizica relativistă și informatica viitorului.
Deocamdată, găurile negre rămân în afara razei noastre de intervenție directă. Însă folosirea lor ca laboratoare naturale de fizică oferă o direcție promițătoare, mai ales într-o lume în care costurile cercetării cresc exponențial. Poate că nu vom mai avea nevoie de acceleratoare uriașe subterane, dacă știm unde să ne uităm pe cer.
