Fizicienii extind căutarea găurilor negre cuantice la LHC
Fizicienii de la UC Santa Barbara au extins căutarea dovezilor producerii de găuri negre microscopice la Large Hadron Collider (LHC) de la CERN. Deși nu au fost găsite semne ale acestora, rezultatul stabilește limite concrete pentru modelele teoretice care implică dimensiuni spațiale suplimentare.
„Dacă am fi găsit dovezi, am fi putut începe să studiem direct gravitația cuantică”, a declarat Tamas Vami, cercetător în cadrul experimentului Compact Muon Solenoid (CMS). „Este un pas spre unificarea tuturor forțelor fundamentale cunoscute, obiectiv urmărit de fizicieni de peste un secol.”
Danyi Zhang, cercetător doctorand în cadrul Laboratorului Incandela, subliniază că un rezultat nul nu înseamnă o căutare fără rezultat: „Nu este o fundătură. Rezultatul este o limită de excludere, o afirmație publicabilă: dacă acest lucru ar fi existat cu aceste proprietăți, l-am fi văzut. Nu l-am văzut, deci îl putem exclude aici.”
Găurile negre cuantice ar fi fost produse în urma ciocnirilor proton-proton de la LHC, la energii extrem de mari, corespunzătoare unor scări de distanță minuscule. Teoria sugerează că astfel de obiecte s-ar forma doar în prezența unor dimensiuni spațiale suplimentare, care ar putea explica de ce gravitația este mult mai slabă decât celelalte forțe fundamentale.
Analiza a folosit date colectate între 2016 și 2018 cu detectorul CMS. Cercetătorii au căutat evenimente cu o semnătură sferică de dezintegrare și energie totală foarte mare. Nu au identificat semnale ale găurilor negre cuantice până la aproximativ 12 TeV, ceea ce exclude producerea lor în acest interval, în condițiile modelelor analizate.
Studiul a introdus și o metodă nouă bazată pe distanța în spațiul fazelor, combinată cu un instrument de învățare automată numit Support Vector Machine. Această abordare supervizată a depășit metoda anterioară bazată pe sfericitate și a fost aplicată pentru prima dată în analiza datelor de fizica particulelor.
Rezultatele au fost publicate în revista Progress in High Energy Physics. Pe lângă căutarea găurilor negre, cercetătorii au investigat și existența sferalonilor, configurații instabile de câmpuri de particule, fără a găsi dovezi ale acestora. Ambele rezultate negative contribuie la restrângerea spațiului teoretic al noilor fenomene fizice.
