理论上不可能存在的高能中微子可能来自原初黑洞。

也许我们已经“看到了”原初黑洞的爆炸。University of Massachusetts Amherst

科学家曾于2023年探测到一种诡异的中微子，这种中微子所携带的能量之高， 是大型强子对撞机所能产生的最高能粒子的10万倍——理论上它不可能由宇宙中的任何已知源头产生。

近日，来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个物理学科研团队在《物理学评论快报》上刊文称，这种中微子可能是由一种所谓的“准极值原初黑洞（quasi-extremal primordial black hole）”爆炸湮灭产生的。

如果真是这样，那么如果科学家能够追踪到产生这种中微子的源头，顺藤摸瓜就能解开一系列与宇宙本质有关的谜。

大部分黑洞其实是一种非常稳定的东西，尽管它们质量极大，行为方式极怪——但是有一种黑洞却完全不是这样。

1970年霍金指出，宇宙中存在一种所谓的“原初黑洞”。它们并非由恒星坍缩而成，而是宇宙大爆炸后不久原初环境的产物。

原初黑洞和普通黑洞一样，拥有有极高的密度和几乎一切都无法逃离的引力；但和普通黑洞相比，它们又小得不可思议。

所有黑洞都会产生“霍金辐射”，并在此过程中释放粒子，损失质量，最终蒸发殆尽，爆炸湮灭。

理论上黑洞的质量越小，它的温度就越高，蒸发产生的粒子也就越多。原初黑洞很小，所以它们能够以很快的速度通过“霍金辐射”蒸发殆尽。

这个过程几乎是一种失控的状态。蒸发导致它们越来越轻，越来越轻导致越来越热，越来越热导致辐射越来越强，辐射越来越强又会导致它们以更快的速度损失质量——于是它们很快就会陷入万劫不复的境地。

假如我们能够观测到原初黑洞的湮灭，那将在观测到一系列已知粒子的同时，发现大量目前仅存在于理论上的假想粒子——比如暗物质粒子，并由此揭开许多目前全然未知的奥秘。此前有研究称，。

2023年科学家在KM3NeT合作实验中发现了这些不可能存在的中微子。但有一个问题，同样是中微子天文台，所谓的“冰立方（IceCube）”却没能探测到这次事件，甚至从未探测到能量值仅有其百分之一的信号。如果原初黑洞在宇宙中密集分布，且频繁湮灭，那么我们为何无法经常探测到这种高能中微子？

马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员认为，揭开谜底的关键，在于一种带有所谓“暗电荷（dark charge）”的“准极值（quasi-extremal）”原初黑洞。这种“暗电荷”包含了一种非常重的假想电子——“暗电子（dark electron）”。

研究人员称这个“暗电荷”模型比普通原初黑洞模型更为复杂，但能够更加精确地反映现实——最重要的是，它不但能够解释高能中微子，甚至还能揭开暗物质之谜。

参考

Explaining the PeV neutrino fluxes at KM3NeT and IceCube with quasiextremal primordial black holes

https://journals.aps.org/prl/accepted/10.1103/r793-p7ct