A neutrínó rejtélyes eredete
A neutrínók már önmagukban is különleges részecskék: szinte tömeg nélküliak, és alig lépnek kölcsönhatásba bármivel, ezért is nevezik „szellemrészecskéknek”. Az ilyen extrém energiájú neutrínók keletkezésére azonban nehéz magyarázatot találni. Egyesek szerint lehetséges, hogy valamely kozmikus sugár részecskéje az atmoszférában hozta létre, de a kutatók zöme valami sokkal rendkívülibb eseményre gyanakszik. Az egyik legfrissebb elmélet szerint ezt az elképzelhetetlenül erős neutrínót egy felrobbanó, ősi fekete lyuk bocsátotta ki.
Az ősi fekete lyukak titka
A gravitációs hullámok és a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás kutatása közben már felmerült az ősi, úgynevezett primordiális fekete lyukak (PBH) létezésének lehetősége. Ezek a fekete lyukak nem csillagok összeomlásából jöttek létre, hanem közvetlenül az ősrobbanás utáni káoszban keletkezhettek. Méretük az atomtól akár a gombostűfejig is terjedhetett, és a brit fizikus, Stephen Hawking szerint ezek a parányi lyukak fokozatosan „elpárolognak” – egyre gyorsabban sugározzák ki tömegüket, az úgynevezett Hawking-sugárzást, egészen addig, amíg végül felrobbannak.
A most szóban forgó neutrínó eredetét is egy ilyen robbanás magyarázhatja, legalábbis az egyik kutatócsoport szerint. Ráadásul elképzelésük szerint a jelenség kulcsszereplője egy „kvázi extrém” PBH, amely egy úgynevezett „sötét töltést” is hordoz – ez az elektromosság egyik, eddig csak elméletben létező speciális formája, amelyhez egy rendkívül nehéz, „sötét elektron” nevű feltételezett részecske tartozik.
Kísért a sötét töltés: új részecskék nyomában
A „sötét töltésű” ősi fekete lyukak robbanása azért lehetett eddig észrevétlen, mert ezek a kitörések – a kutatók szerint – jellegzetes jeleket produkálnak, amelyeket csak ritka esetben érzékelnek a földi detektorok. Így meglehet, hogy hasonló, de gyengébb neutrínók már máskor is érkeztek, csak nem sikerült őket azonosítani. Ami biztos: a jelenlegi adatokat csak egy olyan bonyolult elmélet magyarázhatja, amely túlmutat az eddigi, egyszerűbb PBH-modelleken.
Új fejezet kezdődhet a kozmológiában
Végül a mostani kutatások tovább feszítik a határokat: ha hamarosan sikerül ténylegesen dokumentálni egy ilyen „sötét töltésű”, kvázi extrém ősi fekete lyuk felrobbanását – ahogy a kutatók várják, akár 2035-ig –, az két rendkívüli újdonságot hozhat. Először is, egy ekkora robbanás minden ismert és még ismeretlen szubatomi részecskét felszínre hozhat, mintegy végső katalógust adva a részecskefizika számára. Másodsorban, ezek az ősi fekete lyukak megmagyarázhatják a sötét anyag eddig megfejthetetlen természetét is, amelynek gravitációs hatását minden galaxisban érzékeljük, mégsem látjuk egyetlen teleszkóppal sem.
Mindezek fényében minden részecskefizikus és kozmológus lázasan várja az első, valóban megfigyelt ősi fekete lyukrobbanást, amely alapjaiban változtathatja meg a világegyetemről alkotott képünket. A megoldás azonban közelebb volt, mint bárki hitte volna: egyetlen „szellemrészecske” is képes lehet felforgatni a teljes fizikát.
