Jennifer Chu, Massaçusets Texnologiya İnstitutu

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSüd Yolu qalaktikamızda (yuxarı sağda) kiçik qara dəliyi göstərən rəssamın təsviri, Hawking radiasiyasına görə enerjili hissəciklərin partlaması yarada bilər, onlardan bir neçəsi Yerdə (aşağı solda) aşkar ediləcəkdir. Bu cür ultra yüksək enerjili hissəciklər indiyə qədər aşkar edilmiş ən yüksək enerjili neytrino kimi nadir kosmik şüa hadisələrini izah edə bilər. Kredit: Toby Gleason-Kaiser

MIT-in yeni araşdırması təklif edir ki, ibtidai qara dəliyin son nəfəsi bu günə qədər aşkar edilmiş ən yüksək enerjili “kaya hissəcik”in mənbəyi ola bilər.

Bu gün Physical Review Letters jurnalında dərc olunan məqalədə MIT fizikləri güclü nəzəri iddia irəli sürdülər ki , bu yaxınlarda müşahidə edilən, yüksək enerjili neytrino Günəş sistemimizdən kənarda partlayan ilkin qara dəliyin məhsulu ola bilər.

Neytrinolara bəzən görünməz, lakin geniş yayılmış təbiətlərinə görə xəyal hissəcikləri deyilir: Onlar kainatda ən çox yayılmış hissəcik növüdür, lakin heç bir iz buraxmırlar. Elm adamları bu yaxınlarda indiyə qədər qeydə alınmış ən yüksək enerjiyə malik neytrino əlamətlərini müəyyən ediblər, lakin belə qeyri-adi güclü hissəciyin mənbəyi hələ də təsdiqlənməyib.

MIT tədqiqatçıları sirli neytrinonun ilkin qara dəliyin qaçılmaz partlaması nəticəsində yarana biləcəyini irəli sürürlər. İlkin qara dəliklər (PBH) əksər qalaktikaların mərkəzində yerləşən daha böyük qara dəliklərin mikroskopik versiyaları olan hipotetik qara dəliklərdir. PBH-lərin Big Bang-dən sonrakı ilk anlarda meydana gəldiyi nəzəriyyəsi var. Bəzi alimlər inanırlar ki, ilkin qara dəliklər bu gün kainatdakı qaranlıq maddənin çoxunu və ya hamısını təşkil edə bilər .

Daha kütləvi həmkarları kimi, PBH-lər fizik Stiven Hokinqin proqnozlaşdırdığı Hawking radiasiyası kimi tanınan bir prosesdə enerji sızdırmalı və həyatları boyu daralmalıdırlar. Qara dəlik nə qədər çox şüalanırsa, bir o qədər qızır və daha çox yüksək enerjili hissəciklər buraxır. Bu, qara dəliyin buxarlanmasından dərhal əvvəl ən enerjili hissəciklərin inanılmaz şiddətli partlamasına səbəb olan qaçaq bir prosesdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758268772&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-primordial-black-hole-neutrino-mystery.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758268772099&bpp=2&bdt=255&idt=66&shv=r20250918&mjsv=m202509150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758268719%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758268719%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758268719%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7692145362758&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1949&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094585%2C31094651%2C95370627%2C95370776%2C95371810%2C95371814%2C31094740%2C95371231%2C31061690&oid=2&pvsid=6526193350773353&tmod=726435822&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=149

MIT fizikləri hesablayırlar ki, əgər PBH-lər kainatdakı qaranlıq maddənin çox hissəsini təşkil edərsə, onda onların kiçik bir alt populyasiyası bu gün Süd Yolu qalaktikasında son partlayışlarını keçirəcək. Və belə bir partlayışın bizim günəş sistemimizə nisbətən yaxın yerdə baş verməsinin statistik cəhətdən əhəmiyyətli bir ehtimalı olmalıdır. Partlayış neytrinolar da daxil olmaqla yüksək enerjili hissəciklərin partlamasını buraxacaqdı ki, onlardan birinin Yerdəki detektoru vurmaq şansı yüksək ola bilərdi.

Əgər belə bir ssenari həqiqətən də baş vermiş olsaydı, ən yüksək enerjili neytrinonun son aşkarlanması Hokinq radiasiyasının ilk müşahidəsini təmsil edərdi, uzun müddətdir fərz edilən, lakin heç vaxt heç bir qara dəlikdən birbaşa müşahidə edilməmişdir. Üstəlik, hadisə ilkin qara dəliklərin mövcud olduğunu və onların qaranlıq maddənin böyük hissəsini təşkil etdiyini göstərə bilər – kainatdakı ümumi maddənin 85%-ni təşkil edən və təbiəti hələ də bilinməyən sirli maddə.

“Məlum oldu ki, burada hər şey üst-üstə düşmüş kimi görünür və biz təkcə qaranlıq maddənin çoxunun [bu ssenaridə] ilkin qara dəliklərdən ibarət olduğunu göstərməklə kifayətlənmirik, həm də bu yüksək enerjili neytrinoları yaxınlıqdakı PBH partlayışından istehsal edə bilərik”, – tədqiqatın aparıcı müəllifi, MIT fakültəsinin aspirantı Alexandra Klipfel deyir. “Bu, indi axtarmağa və müxtəlif təcrübələrlə təsdiq etməyə çalışa biləcəyimiz bir şeydir.”

Tədqiqatın digər həmmüəllifi fizika professoru David Kaiser və MIT-də Elm Tarixi üzrə Germeshausen professorudur.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Yüksək enerji gərginliyi

Fevral ayında Kub Kilometr Neytrino Teleskopu və ya KM3NeT alimləri bu günə qədər qeydə alınan ən yüksək enerjili neytrino aşkar edildiyini bildirdilər. KM3NeT, Aralıq dənizinin dibində yerləşən geniş miqyaslı sualtı neytrino detektorudur və burada ətraf mühit neytrinolardan başqa hər hansı hissəciklərin təsirini susdurmaq üçün nəzərdə tutulub.

Detektoru idarə edən elm adamları 100 peta-elektron-voltdan çox enerji ilə keçən neytrino imzalarını götürdülər. Bir peta-elektron volt 1 kvadrilyon elektron voltun enerjisinə bərabərdir.

Klipfel deyir: “Bu, insanların hissəcikləri sürətləndirə biləcəyi hər şeydən çox, inanılmaz dərəcədə yüksək enerjidir”. “Belə yüksək enerjili hissəciklərin mənşəyi ilə bağlı çoxlu konsensus yoxdur.”

Eynilə yüksək enerjili neytrinolar, KM3NeT-in müşahidə etdiyi qədər yüksək olmasa da, IceCube Rəsədxanası – Cənub Qütbündə buzun dərinliklərində yerləşdirilmiş neytrino detektoru tərəfindən aşkar edilmişdir. IceCube, qeyri-adi yüksək enerjiləri də izahatdan yayınan təxminən yarım onlarla belə neytrino aşkar etdi.

Mənbəsi nə olursa olsun, IceCube müşahidələri elm adamlarına bu enerjilərin neytrinolarının adətən Yerə dəymə sürətini hesablamağa imkan verir. Əgər bu nisbət düzgün olsaydı, KM3NeT-in bu yaxınlarda aşkar etdiyi ultra yüksək enerjili neytrino görmək çox çətin olardı. İki detektorun kəşfləri, deyəsən, elm adamlarının “gərginlikdə” adlandırdıqları şey idi.

İlkin qara dəlikləri əhatə edən ayrı bir layihə üzərində işləyən Kayzer və Klipfel təəccübləndilər: PBH həm KM3NeT neytrinosunu, həm də bir ovuc IceCube neytrinosunu PBH-lərin qalaktikadakı qaranlıq maddənin çox hissəsini təşkil etdiyi şəraitdə istehsal edə bilərmi? Əgər onlar bir şansın mövcud olduğunu göstərə bilsəydilər, bu, daha da həyəcan verici bir ehtimal irəli sürərdi – hər iki rəsədxana təkcə yüksək enerjili neytrinoları deyil, həm də Hawking radiasiyasının qalıqlarını müşahidə edirdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758268772&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-primordial-black-hole-neutrino-mystery.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758268772099&bpp=1&bdt=255&idt=82&shv=r20250918&mjsv=m202509150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758268719%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758268719%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758268719%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=7692145362758&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4188&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094585%2C31094651%2C95370627%2C95370776%2C95371810%2C95371814%2C31094740%2C95371231%2C31061690&oid=2&pvsid=6526193350773353&tmod=726435822&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=150

“Ən yaxşı şansımız”

Alimlərin nəzəri təhlillərində atdıqları ilk addım partlayan qara dəliyin nə qədər hissəciklər buraxacağını hesablamaq oldu. Bütün qara dəliklər zamanla yavaş-yavaş şüalanmalıdır. Qara dəlik nə qədər böyükdürsə, bir o qədər soyuqdur və yavaş-yavaş buxarlanarkən o qədər az enerjili hissəciklər buraxır. Beləliklə, ağır ulduz kütləli qara dəliklərdən Hokinq radiasiyası kimi yayılan hər hansı hissəcikləri aşkar etmək demək olar ki, qeyri-mümkün olardı.

Eyni şəkildə, daha kiçik ilkin qara dəliklər çox isti olacaq və qara dəliyin tamamilə yox olmağa yaxınlaşdıqca sürətləndirən bir prosesdə yüksək enerjili hissəciklər yayacaqlar.

Klipfel deyir: “Astrofiziki qara dəliklərdən Hawking şüalanmasının aşkarlanmasına heç bir ümidimiz yoxdur”. “Beləliklə, əgər biz onu görmək istəsək, ən kiçik ilkin qara dəliklər bizim ən yaxşı şansımızdır.”

Tədqiqatçılar qara dəliyin temperaturu və kiçilən kütləsini nəzərə alaraq onun yaymalı olduğu hissəciklərin sayını və enerjisini hesablayıblar. Son nanosaniyədə onlar təxmin edirlər ki, qara dəlik atomdan kiçik olduqda, o, təxminən 1020 ^neytrino və ya təxminən 100 peta-elektron-volt (KM3NeT-in müşahidə etdiyi enerji ətrafında) enerji ilə təxminən sekstilyon hissəciklər daxil olmaqla, hissəciklərin son partlayışını buraxmalıdır.

Onlar bu nəticədən IceCube nəticələrini izah etmək üçün qalaktikada baş verməli olan PBH partlayışlarının sayını hesablamaq üçün istifadə ediblər. Onlar tapdılar ki, bizim Süd Yolu qalaktikası bölgəsində ildə təxminən 1000 ibtidai qara dəlik hər kub parsekdə partlamalıdır. (Parsek 10 trilyon kilometrdən çox olan təxminən 3 işıq ilinə bərabər məsafə vahididir.)

Daha sonra onlar Süd Yolunda belə bir partlayışın baş verə biləcəyi məsafəni hesabladılar, belə ki, yüksək enerjili neytrinolardan yalnız bir ovuc Yerə çata və son KM3NeT hadisəsini yarada bilərdi. Onlar müəyyən edirlər ki, PBH bizim günəş sistemimizə nisbətən yaxın – Yerlə günəşimiz arasındakı məsafədən təxminən 2000 dəfə uzaq məsafədə partlamalı olacaq.

Yaxınlıqdakı belə bir partlayışdan yayılan hissəciklər bütün istiqamətlərə yayılacaqdı. Bununla belə, komanda 14 ildə bir dəfə Günəş sisteminə kifayət qədər yaxın bir partlayışın baş verməsi ehtimalının kiçik, 8% olduğunu, beləliklə kifayət qədər ultra yüksək enerjili neytrinoların Yerə dəydiyini tapdı.

“8% şans o qədər də yüksək deyil, lakin bu, belə şansları ciddi qəbul etməli olduğumuz diapazondadır – daha çox ona görə ki, indiyə qədər həm açıqlana bilməyən çox yüksək enerjili neytrinoları, həm də daha da təəccüblü ultra yüksək enerjili neytrino hadisəsini izah edə biləcək başqa bir izahat tapılmamışdır” dedi Kaiser.

Komandanın ssenarisi ən azı nəzəri cəhətdən dayanır. Onların ideyasını təsdiqləmək üçün hissəciklərin, o cümlədən “dəlicəsinə yüksək enerjilərdə” neytrinoların daha çox aşkarlanması tələb olunacaq. Sonra elm adamları bu cür nadir hadisələrlə bağlı daha yaxşı statistika qura bilərlər.

Kaiser deyir: “Belə olan halda, biz hələ də hipotetik Hokinq radiasiyasını ölçmək üçün bütün birləşmiş təcrübəmizdən və alətlərimizdən istifadə edə bilərik”. “Bu, qara dəliklər haqqında anlayışımızın sütunlarından biri üçün öz növünün ilk nümunəsini təmin edəcək və bu anomal yüksək enerjili neytrino hadisələrini də izah edə bilər. Bu, çox həyəcan verici bir perspektivdir!”

Tandemdə, yaxınlıqdakı PBH-ləri aşkar etmək üçün digər səylər bu qeyri-adi obyektlərin qaranlıq maddənin çoxunu və ya hamısını təşkil etdiyi fərziyyəsini daha da gücləndirə bilər.

Daha çox məlumat: Alexandra P. Klipfel və digərləri, Primordial Qara Dəliklərdən Ultra Yüksək Enerjili Neytrinlər, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/vnm4-7wdc journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/vnm4-7wdc

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir