Большой адронный коллайдер не обнаружил квантовых черных дыр — ScienceDaily
Ученые, проанализировавшие данные детектора CMS на Большом адронном коллайдере CERN за 2016–2018 годы, не нашли доказательств образования микроскопических квантовых черных дыр. В то же время результат позволил исключить часть теоретических моделей, согласно которым такие объекты могли бы возникать при столкновениях протонов, сообщает ScienceDaily.
Квантовые черные дыры — гипотетические чрезвычайно малые и короткоживущие объекты. Возможность их образования связывают с моделями, предполагающими дополнительные пространственные измерения. В таких моделях гравитация на очень малых расстояниях могла бы быть сильнее, чем следует из привычных представлений, а это потенциально позволяло бы создавать черные дыры при энергиях, доступных коллайдеру.
Ограничения для теоретических моделей
Исследователи искали события с характерным почти сферическим распределением продуктов распада и необычно большой суммарной энергией частиц. В рамках рассмотренных моделей полученные данные указывают, что квантовые черные дыры маловероятны вплоть до энергий примерно 12 ТэВ. Анализ также ограничивает отдельные теории с дополнительными пространственными измерениями.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
По словам участника эксперимента CMS Тамаша Вами, в пределах параметров исследованных теорий измерения не допускают более двух дополнительных измерений. Ученые подчеркивают: отсутствие сигнала сужает круг возможных объяснений проблемы иерархии — вопроса о том, почему гравитация значительно слабее других фундаментальных взаимодействий.
Новый метод анализа данных
В работе впервые в анализе данных физики частиц применили метод «расстояния в фазовом пространстве». Он использует алгоритм машинного обучения Support Vector Machine для отделения потенциальных редких сигналов от большого количества обычных столкновений. Авторы сравнили этот подход с показателем сферичности и пришли к выводу, что метод расстояния в фазовом пространстве работает эффективнее для такого поиска.
Те же данные также использовали для поиска сфалеронных процессов — гипотетических неустойчивых конфигураций полей, которые могли бы быть связаны с проблемой асимметрии материи и антиматерии во Вселенной. Доказательств таких процессов также не обнаружили, однако установили ограничения на возможное число взаимодействий с соответствующими переходами. В будущем модернизированный High Luminosity LHC должен обеспечить значительно большие массивы данных для поиска редких явлений.
