Las colisiones más potentes del LHC todavía no han revelado ningún rastro de los diminutos agujeros negros buscados por los físicos.
Algunas teorías predicen que podrían aparecer agujeros negros microscópicos durante colisiones de partículas a muy alta energía. Si se produjeran en el Gran Colisionador de Hadrones, o LHC, desaparecerían casi de inmediato.
El experimento CMS del LHC
Imagen: CERN
Los investigadores analizaron colisiones de protones registradas entre 2016 y 2018 por CMS, uno de los grandes detectores del LHC. Un posible microagujero negro se desintegraría de inmediato, produciendo numerosas partículas. Estas viajarían en varias direcciones con una energía total muy elevada.
Para detectar estos eventos poco frecuentes, el equipo utilizó un nuevo método asociado al aprendizaje automático. Este compara la manera en que se distribuyen las partículas después de cada colisión. El objetivo es distinguir una posible señal inusual del gran número de colisiones explicadas por la física ya conocida.
No apareció ninguna señal atribuible a estos agujeros negros. En los modelos analizados, los resultados excluyen agujeros negros microscópicos cuya masa sería inferior a un límite comprendido entre aproximadamente 9,0 y 11,4 TeV. Esta unidad se utiliza habitualmente en física de partículas para expresar una energía y, por equivalencia, una masa.
¿Por qué buscar objetos semejantes? Algunas teorías proponen la existencia de dimensiones adicionales del espacio, invisibles a nuestra escala. En estos modelos, la gravedad podría volverse mucho más fuerte a distancias muy pequeñas. Las colisiones del LHC podrían entonces alcanzar las condiciones necesarias para formar microagujeros negros.
La ausencia de detección elimina parte de las posibilidades previstas por los modelos estudiados. Cuantos más ámbitos descartan los experimentos, más reducen el espacio en el que aún podría ocultarse una nueva física.
El mismo estudio también buscó otro fenómeno hipotético llamado esferalón, sin encontrar rastro alguno. Los próximos datos podrán llegar más lejos: el futuro LHC de alta luminosidad deberá proporcionar muchas más colisiones, aumentando las posibilidades de detectar fenómenos extremadamente raros o incluso… microagujeros negros.