Físicos de la Universidad de Massachusetts Amherst han propuesto una nueva explicación para un evento cósmico ocurrido en 2023 que desafió la física convencional: la detección de un neutrino con una energía 100.000 veces superior a la de cualquier partícula producida por los aceleradores más potentes de la Tierra. El equipo sugiere que el estallido se originó en los momentos finales y explosivos de un agujero negro primordial.
Los agujeros negros primordiales son objetos teóricos que, según los científicos, se formaron poco después del Big Bang. A diferencia de los agujeros negros masivos creados por el colapso de estrellas, estas reliquias primordiales son más pequeñas y, de acuerdo con las teorías propuestas inicialmente por Stephen Hawking, emiten radiación a medida que se evaporan.
"Cuanto más ligero es un agujero negro, más caliente debería ser y más partículas emitirá", señaló Andrea Thamm, profesora adjunta de física en la UMass Amherst y coautora del estudio publicado en Physical Review Letters. "A medida que estos agujeros negros se evaporan, se vuelven cada vez más ligeros y, por lo tanto, más calientes, emitiendo más radiación en un proceso desbocado hasta llegar a la explosión".
Resolviendo el misterio de la señal perdida
La detección de esta partícula de alta energía por parte de la colaboración KM3NeT planteó un enigma científico. Aunque los datos sugerían un evento masivo, el Observatorio IceCube —otro importante detector de neutrinos— no registró ninguna señal correspondiente. Esta discrepancia llevó al equipo de la UMass a desarrollar un modelo que involucra agujeros negros "cuasi-extremales".
Los investigadores proponen que estos agujeros negros poseen una "carga oscura", la cual incluye una partícula pesada similar a un electrón, conocida como "electrón oscuro". Esta composición única haría que los agujeros negros se comportaran de manera distinta a lo que predicen los modelos estándar, lo que podría explicar por qué solo uno de los detectores captó el evento.
"Nuestro modelo de carga oscura es más complejo, lo que significa que podría ofrecer una representación más precisa de la realidad", afirmó Michael Baker, profesor adjunto y coautor de la investigación. "Lo fascinante es ver cómo nuestro modelo puede explicar este fenómeno que, de otro modo, sería inexplicable".
Si estos agujeros negros realmente explotan con una frecuencia de una vez por década, podrían servir como laboratorios naturales para la física fundamental. Observar estos eventos permitiría a los investigadores identificar nuevas partículas, incluidas aquellas que conforman la materia oscura, y ofrecería una ventana a los momentos más tempranos del universo.