Исследователи эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере (БАК) не нашли признаков микроскопических чёрных дыр, однако установили более жёсткие ограничения для теорий, допускающих их появление. Анализ охватил столкновения протонов, зарегистрированные в 2016–2018 годах. Проверка проводилась для энергий до примерно 12 тераэлектронвольт.
Квантовые чёрные дыры остаются гипотетическими объектами, которые могли бы связать квантовую физику с общей теорией относительности. Если бы такая структура возникла при столкновении протонов, она распалась бы практически мгновенно. Её продукты распада могли бы дать сведения о поведении гравитации на масштабах элементарных частиц.
Поиск осложняет огромное количество событий, создаваемых уже известными физическими процессами. Учёные оценивали суммарную энергию частиц и направление их движения: распад чёрной дыры должен был бы формировать почти сферическую картину с частицами, разлетающимися во все стороны. Дополнительным инструментом стала разработанная при участии специалистов Калифорнийского университета в Санта-Барбаре методика, основанная на расстояниях между событиями в фазовом пространстве — многомерной математической карте, учитывающей координаты, время, энергию и импульс.
Эти расстояния объединили с методом SVM — машинным обучением на основе опорных векторов. Полученный показатель позволял выделять события, больше похожие на предполагаемый сигнал, причём математические основания работы алгоритма оставались доступными для проверки, в отличие от непрозрачных «чёрных ящиков». По словам аспиранта лаборатории Джо Инканделы Даньи Чжан, сравнение показало преимущество расстояния в фазовом пространстве перед показателем сферичности.
Возможность рождения таких объектов зависит от поведения гравитации на сверхмалых расстояниях. Некоторые теории предполагают существование дополнительных пространственных измерений, из-за которых гравитация могла бы усиливаться быстрее при уменьшении расстояния. В таком случае энергия столкновения протонов теоретически способна привести к образованию квантовой чёрной дыры, однако результаты CMS ограничивают число дополнительных измерений двумя в рамках проверенных моделей и параметров.
Такие ограничения не означают прекращения поисков новой физики: каждое исключённое значение сужает область возможных теорий. В той же работе учёные искали сфалероны — гипотетические неустойчивые конфигурации полей, которые могли бы быть связаны с преобладанием материи над антиматерией, но также не обнаружили их признаков. Результаты исследования опубликованы 5 мая 2026 года в журнале Progress in High Energy Physics, сообщает SciTechDaily.