São Paulo — InkDesign News — Uma nova pesquisa realizada por físicos das universidades de Oxford, Johns Hopkins e do Instituto de Astrofísica de Paris indica que colisões entre partículas em queda livre a partir do infinito e um disco de material em queda do órbita circular mais interna e retrograda de um buraco negro rotativo podem ser a forma natural e singular de criar um acelerador de partículas gravitacional, com energias de centro de massa na faixa de dezenas a centenas de teraeletrônicos.
Contexto da descoberta
A pesquisa se destaca por reimaginar como podem ser gerados os aceleradores de partículas naturais, utilizando a poderosa gravidade dos buracos negros. Esse fenômeno ocorre quando um buraco negro gira em torno de seu eixo, liberando enormes erupções de plasma devido à energia criada pela sua rotação e pelos discos de acreção ao seu redor.
Os colisionadores de partículas, como o Grande Colisor de Hádrons (LHC), operam em velocidades próximas à da luz, permitindo a exploração dos aspectos fundamentais da matéria. No entanto, a busca por partículas de matéria escura ainda gera desafios, uma vez que nenhuma evidência foi encontrada até o momento.
Métodos e resultados
A pesquisa sugere que os fluxos de gás em queda próxima a um buraco negro podem extrair energia de sua rotação, resultando em colisões de partículas muito mais intensas do que se pensava anteriormente. Os cientistas descobriram que, nessas colisões, algumas partículas podem escapar da força gravitacional do buraco negro com energias impressionantes.
“Se buracos negros supermassivos podem gerar essas partículas por colisões de prótons de alta energia, talvez possamos receber um sinal na Terra, como uma partícula de alta energia passando rapidamente por nossos detectores.”
(“If supermassive black holes can generate these particles by high-energy proton collisions, then we might get a signal on Earth, some really high-energy particle passing rapidly through our detectors.”)— Professor Joseph Silk, Astrofísico, Universidade Johns Hopkins e Universidade de Oxford
O estudo revelou que as partículas resultantes dessas colisões podem ter energia comparável ou até superior àquela provinda do LHC e poderiam ser detectadas por observatórios já existentes.
Implicações e próximos passos
Essas descobertas indicam que, embora o LHC e futuras versões planejadas possam gerar particulas de alta energia, as interações naturais em buracos negros podem oferecer insights únicos sobre a matéria escura, um componente ainda não detectado do universo. Os cientistas planejam utilizar detectores como o Observatório de Neutrinos IceCube, no Polo Sul, para rastrear eventos cósmicos relevantes.
Os pesquisadores esperam que as partículas produzidas em buracos negros possam apresentar assinaturas incomuns e fornecer evidências para novas teorias sobre a matéria escura.
Assim, o impacto prático desses avanços pode não apenas dirigir futuras linhas de pesquisa, mas também provocar uma reavaliação das abordagens atuais em física de partículas.
Fonte: (sci.news– Ciência & Descobertas)
