Итальянские физики предложили использовать Международную космическую станцию для поиска первичных чёрных дыр — объектов, которые могли образоваться в ранней Вселенной из-за колебаний плотности. В новой статье исследователи из Рима описали, как созданный ими детектор SQM-ISS может регистрировать такие компактные объекты, даже если они почти не взаимодействуют с веществом напрямую.
Изначально установка SQM-ISS предназначалась для поиска так называемой странной кварковой материи — тяжёлых и плотных частиц, состоящих из трёх видов кварков и движущихся с галактическими скоростями, около 250 км/с.
Но высокая чувствительность к медленным и проникающим объектам позволяет использовать её и для регистрации первичных чёрных дыр — особенно если те не испаряются из-за излучения Хокинга, а сохраняются в виде стабильных «фаззболов», как допускают некоторые теории.
Иллюстрация: Leonardo SQM-ISS сочетает два типа сигналов: световые вспышки от ионизации в пластиковых слоях и механические вибрации в медных пластинах, регистрируемые пьезодатчиками.
Это позволяет отличить редкие тяжёлые частицы от фоновых космических лучей.
Ключевая особенность — способность фиксировать не только заряженные, но и нейтральные объекты, за счёт гравитационного воздействия на пластины. Лабораторный образец детектора: пластиковый сцинтиллятор длиной 10 см, который улавливает частицы по вспышкам света.
Свет регистрируют фотодатчики на концах, а электроника усиливает сигнал и стабилизирует работу. Источник: Francesca Liberatori, Matteo Battisti, Marco Casolino, Laura Marcelli, Zbigniew Plebaniak, Enzo Reali Авторы рассчитали, что чёрная дыра массой около 106 кг, проходящая сквозь детектор, может вызвать ускорение в медной пластине порядка 0,01 g, что находится на грани чувствительности используемых датчиков.
Более тяжёлые объекты вызывают заметное ускорение, которое можно зарегистрировать как короткий импульс.
Это позволяет SQM-ISS выступать в роли своеобразного «гравитационного микрофона» для особенно плотных тел.
Проект уже отобран Европейским космическим агентством для размещения на борту МКС. Космос предоставляет уникальные условия: нет атмосферы, нет сейсмических шумов, а редкие частицы не задерживаются, как на Земле.
Это делает возможным прямой поиск не только первичных чёрных дыр, но и других редких объектов — от магнитных монополей до фрагментов экзотической материи.
Если прибор подтвердит наличие хотя бы одного кандидата, то это станет важным шагом в изучении тёмной материи и условий, существовавших вскоре после Большого взрыва. Авторы рассчитывают, что первый полноценный набор данных можно будет получить в ближайшие годы после начала работы детектора.
Рубрика: Наука и Hi-Tech. Читать весь текст на www.ixbt.com.