Yeni parçacık hızlandırıcıları inşa etmenin fahiş maliyeti ve uzun süren yapım süreleri göz önüne alındığında, fizikçiler gelecek nesil süper çarpıştırıcılara daha ucuz bir alternatif önerdiler: Kara deliklerin içine bakmak.
Bilim insanları başlangıçta karanlık maddeyi oluşturan zor bulunan parçacıkların, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki (LHC) yüksek enerjili proton çarpışmaları sonucunda ortaya çıkacağını umuyorlardı, ancak şu ana kadar böyle bir tespit yapılamadı.
Bu nedenle, karanlık maddeyi bulmak, yeni, daha yüksek enerjili süper çarpıştırıcılar inşa edilene kadar on yıllarca beklemek anlamına gelebilir.
Ancak bir araştırma grubuna göre durum böyle olmayabilir. Bulgularını bir bilimsel dergide yayınlayan araştırmacılar, aradığımız cevapların devasa kara delikleri çevreleyen hızlı hareket eden yığılma disklerindeki şiddetli çarpışmalarda olabileceğini öne sürdüler.
Parçacık hızlandırıcıları, parçacıkları neredeyse ışık hızında birbirine çarptırarak çalışır. Bu çarpışmalar sonucunda, evrenin en temel unsurları yüksek enerjili enkaz olarak kısa süreliğine ortaya çıkar. LHC, 2012 yılında Higgs Bozonu'nu, yani diğer tüm parçacıklara kütle kazandıran zor bulunan parçacığı bu tür çarpışmalardan yola çıkarak keşfetti.
Bu keşfe ve diğer birçok başarıya (internet, bilgisayar ve bazı kanser tedavilerinin gelişimine önemli katkılar dahil) rağmen, LHC henüz karanlık maddeyi üretemedi. Bunun nedeni muhtemelen, parçacıklarını üretmek için gereken enerjilere ulaşamamasıdır.
Evrenin en gizemli bileşenlerinden biri olan karanlık madde, kozmosumuzun eksik içeriğinin yaklaşık %27'sini oluşturur. Ancak ışıkla etkileşime girmediği için henüz doğrudan tespit edilememiştir. Bu durum, evrenimizi şekillendirme biçimlerine dair sayısız gözleme rağmen, bilim insanlarının hala karanlık maddenin nereden geldiği veya ne olduğu konusunda emin olamaması anlamına gelir.
Yeni bir karanlık madde parçacığı kaynağı arayışında olan araştırmacılar, kara deliklere yöneldi. Uzay teleskopları tarafından yapılan gözlemler, hızla dönen kara deliklerin etraflarındaki sıcak maddeden oluşan yığılma disklerinden devasa plazma jetleri fırlatabildiğini ortaya koydu.
Araştırmacıların hesaplamalarına göre, bu jetler ilk düşünülenden çok daha güçlü olabilir ve parçacıkların gelecekteki süper çarpıştırıcılar için öngörülen enerji seviyelerine benzer düzeylerde çarpışmasını sağlayabilir.
Bu çarpışmalardan çıkan bazı parçacıklar kara deliğin boğazından aşağı inip sonsuza dek kaybolur. Ancak enerjileri ve momentumları nedeniyle bazıları dışarı çıkar ve işte dışarı çıkan bu parçacıklar eşi görülmemiş yüksek enerjilere hızlandırılır.
Araştırma ekibi, kara delik jetlerinin ürettiği enerjinin bir süper çarpıştırıcının üretebileceği kadar ya da daha güçlü olabileceğini hesapladı ve sınırın ne olduğunu söylemenin çok zor olduğunu ekledi.
Kara delik çarpışmalarından fırlayan parçacıkları tespit etmek için, araştırmacılar bunları süpernovaları incelemek üzere tasarlanmış gözlemevleri aracılığıyla izlemeyi öneriyorlar.
Eğer süper kütleli kara delikler bu parçacıkları yüksek enerjili proton çarpışmaları yoluyla üretebiliyorsa, o zaman Dünya'da bir sinyal alabiliriz; gerçekten yüksek enerjili bir parçacık dedektörlerimizden hızla geçebilir. Bu, evrenin en gizemli nesneleri içindeki yeni bir parçacık hızlandırıcısının kanıtı olurdu ve karasal bir hızlandırıcıda ulaşılamayacak enerjilere ulaşır. Bu, karanlık maddenin varlığına dair kanıt sağlayabilecek, biraz daha cesur bir adım olsa da mümkün olan tuhaf bir imzaya sahip bir şey görürdük.
