Вчені запропонували незвичайне пояснення походження надвисокоенергетичного нейтрино KM3-230213A, яке зафіксували в лютому 2023 року. Згідно з новою гіпотезою, частинка могла виникнути внаслідок випаровування первинної чорної діри, пов’язаної з космічними струнами та гіпотетичним п’ятим виміром. Однак ця версія залишається суто теоретичною й поки не має експериментального підтвердження.
Нейтрино виявив підводний телескоп KM3NeT у Середземному морі. Його енергія виявилася приблизно у 35 разів вищою, ніж у будь-якого нейтрино, зареєстрованого раніше. Подія здивувала науковців ще й тим, що її не супроводжували інші частинки світла, а обсерваторія IceCube не зафіксувала відповідного сигналу.
Первинна чорна діра та прихований вимір
Раніше дослідники припускали, що нейтрино могло походити від блазара — активного ядра галактики з надмасивною чорною дірою, струмінь випромінювання якої спрямований у бік Землі. Інша гіпотеза пов’язувала сигнал із взаємодією темної матерії в земній корі.
Нова робота, опублікована в журналі Physical Review D, розглядає інший сценарій: джерелом частинки могла стати первинна чорна діра — об’єкт, який, за теоретичними моделями, міг утворитися в ранньому Всесвіті.
Автори припускають, що така чорна діра могла бути пов’язана з космічними струнами — гіпотетичними дефектами простору-часу. У запропонованій моделі ці об’єкти перебувають у так званому темному вимірі, який теоретично може пов’язувати фізику темної матерії та темної енергії.
Співавтор дослідження Дітер Люст із Інституту фізики Макса Планка в коментарі Scientific American зазначив, що ця модель може пояснити відсутність супутнього фотонного сигналу: нейтрино, на відміну від світла, за певних умов могло б потрапити до нашого виміру.
Гіпотеза потребує перевірки
Первинні чорні діри досі не виявили безпосередньо, а існування додаткового просторового виміру залишається непідтвердженим. Тому пояснення походження KM3-230213A за допомогою такої моделі потребує значно більше доказів.
Незвичайні характеристики нейтрино роблять його важливим об’єктом для досліджень, але наразі немає підстав вважати п’ятий вимір встановленим поясненням цієї події. Інші сценарії походження частинки також залишаються можливими.
Подальші спостереження надвисокоенергетичних нейтрино можуть допомогти з’ясувати, які з цих моделей найкраще узгоджуються з даними. Поки що KM3-230213A залишається загадковим сигналом, а його справжнє джерело невідоме.