Ускорители частиц можно заменить черными дырами

Аксионы — это псевдоскалярные частицы с очень большой длиной волны (до нескольких километров), возникающие при взаимодействии фотонов высоких энергий и ядер атомов. Их поиском заняты специалисты CERN, ADMX и PVLAS, но до сих их работа в этом направлении не увенчалась успехом.

Тем не менее, физики Даниэль Грумиллер (Daniel Grumiller) и Габриэла Мокану (Gabriela Mocanu) полагают, что найти аксионы можно, если использовать более мощные ускорители.

Согласно процессу Пенроуза, черная дыра разгоняет часть попадающей в её гравитационное поле материи до таких скоростей, что та отправляется в окружающее пространство с огромной скоростью. При этом, теоретически, вращение черной дыры замедляется вплоть до нуля. Параллельно в силу концентрации бозонного облака в районе черной дыры значительное количество бозонов и других частиц будет подвергаться весьма серьёзному ускорению, превосходящему по своим параметрам те условия, которые удаётся создать в лучших земных ускорителях.

Поскольку аксионы являются бозонами, они могут, в отличие от фермионов, находиться в одном и том же квантовом состоянии. Вокруг черной дыры могут образоваться целые «облака» таких бозонов, которые со временем способны коллапсировать, образуя «вспышки», бозонов, активно разлетающихся в разные стороны. Ученые назвали это явление «бозонной новой». Если в облаке перед коллапсом благодаря процессу Пенроуза накопится достаточно энергии, коллапс вызовет сильнейшие искажения пространства-времени, и эти гравитационные волны можно будет зарегистрировать даже на Земле.

По подсчетам исследователей, нужная чувствительность строящихся детекторов гравитационных волн будет достигнута к 2016 году, поэтому черные дыры уже скоро можно будет использовать в качестве ускорителей.