As colisões mais poderosas do LHC ainda não revelaram nenhum vestígio dos minúsculos buracos negros procurados pelos físicos.
Algumas teorias preveem que buracos negros microscópicos poderiam surgir durante colisões de partículas em energias muito altas. Se fossem produzidos no Grande Colisor de Hádrons, ou LHC, desapareceriam quase imediatamente.
O experimento CMS do LHC
Imagem: CERN
Os pesquisadores analisaram colisões de prótons registradas entre 2016 e 2018 pelo CMS, um dos grandes detectores do LHC. Um eventual microburaco negro se desintegraria imediatamente, produzindo inúmeras partículas. Elas partiriam em várias direções com uma energia total muito alta.
Para identificar esses eventos raros, a equipe utilizou um novo método associado ao aprendizado de máquina. Ele compara a maneira como as partículas se distribuem após cada colisão. O objetivo é distinguir uma possível assinatura incomum do grande número de colisões explicadas pela física já conhecida.
Nenhum sinal atribuível a esses buracos negros apareceu. Nos modelos testados, os resultados excluem buracos negros microscópicos cuja massa seria inferior a um limite entre aproximadamente 9,0 e 11,4 TeV. Essa unidade é comumente usada na física de partículas para expressar energia e, por equivalência, massa.
Por que procurar objetos desse tipo? Algumas teorias propõem a existência de dimensões adicionais do espaço, invisíveis na nossa escala. Nesses modelos, a gravidade poderia se tornar muito mais forte em distâncias extremamente pequenas. As colisões do LHC poderiam então alcançar as condições necessárias para a formação de microburacos negros.
A ausência de detecção elimina parte das possibilidades previstas pelos modelos estudados. Quanto mais domínios os experimentos excluem, mais reduzem o espaço no qual uma nova física ainda poderia estar escondida.
O mesmo estudo também procurou outro fenômeno hipotético chamado esfaleron, sem encontrar nenhum vestígio. Os próximos dados poderão ir mais longe: o futuro LHC de alta luminosidade deverá fornecer muito mais colisões, aumentando as chances de detectar fenômenos extremamente raros ou até… microburacos negros.