研究資金が大幅に削減される状況の中で、科学者たちは高額なヨーロッパの大型ハドロン衝突型加速器（Large Hadron Collider）に投資するのではなく、ブラックホールを利用するべきだと主張しています。

6月3日付の米国ジョンズホプキンス大学のニュースリリースによると、同大学の研究チームは、超大質量ブラックホールが人工的な加速器の代わりに、天然の衝突型加速器として機能する可能性を示しました。連邦政府による予算削減の中、科学者たちはより簡便かつ自然な手段として、ブラックホールを利用して暗黒物質などの微粒子を探ろうとしています。これらの微粒子は、宇宙の最も神秘的な謎を解く鍵となるかもしれません。

この研究により、ヨーロッパのような大型ハドロン衝突型加速器にかかる数十億ドルの支出や、数十年の建設期間を補える可能性があります。スイス・ジュネーブ近郊にある欧州原子核研究機構（CERN）の大型ハドロン衝突型加速器は、現時点で世界最大かつ最も高エネルギーの粒子加速器です。

本研究の著者の一人で、ジョンズホプキンス大学および英国オックスフォード大学の天文物理学教授であるジョセフ・シルク（Joseph Silk）氏は、人々が大型加速器に暗黒物質粒子の発見を期待している一方で、いまだに確固たる証拠は見つかっていないと述べています。

そのため、科学者たちは「次世代スーパーコライダー」と呼ばれる、より強力な次世代の超大型加速器の建設を検討していますが、これには約300億ドルの費用と40年の建設期間が必要とされています。一方で、自然界が生み出す超大質量ブラックホールを利用することで、未来の研究に対する新たな可能性が開けるかもしれません。

粒子加速器とは、陽子やその他の亜原子粒子を光速近くまで加速させて衝突させ、物質の最も基本的な構成要素を明らかにするための装置です。衝突によって生じる微弱な閃光や破片から、これまで知られていなかった粒子、特に暗黒物質を構成する可能性のある粒子が検出されることがあります。暗黒物質は宇宙にとって極めて重要であるにもかかわらず、その正体は未だに謎のままで、直接的な観測もなされていません。

ブラックホールも惑星のように自転しており、その強力な重力場の影響により、非常に高速で回転しています。科学者たちは、銀河の中心にある高速回転する超大質量ブラックホールの中に、巨大なプラズマ（等離子体）を噴出するものがあることを発見しつつあります。これはブラックホールの自転エネルギーと、周囲の降着円盤から放出されるジェットによって引き起こされる可能性があります。この現象が、人工的なスーパーコライダーと同等の結果を生む可能性を示すのが今回の研究です。

研究によると、ブラックホール近傍で激しく衝突する「気流」は、その自転からエネルギーを引き出しており、その激しさは科学者の予想をはるかに上回るものです。高速回転するブラックホールの周囲では、粒子同士が混沌とした衝突を繰り広げており、その過程は完全には一致しないものの、加速器内で磁場によって加速された粒子が衝突する様子と類似しています。

シルク氏は次のように述べています。「私たちはこれらの粒子ビームのエネルギーを計算しましたが、それはスーパーコライダーのエネルギーと同等かそれ以上でした。それらの限界がどこにあるか断言はできませんが、私たちが計画している最新のスーパーコライダーと同レベルのエネルギーに達しており、補完的な結果をもたらすことが期待できます」

さらにシルク氏は、これらの高エネルギー微粒子を観測するには、既に超新星やブラックホールの爆発などを観測している天文台が活用可能だと述べました。

「スーパーコライダーとブラックホールの違いは、ブラックホールが私たちから非常に遠くにあるという点です。しかし、それでも最終的には、それらの粒子は地球に到達します」と彼は述べています。

この研究成果は、6月3日付の科学誌『フィジカル・レビュー・レターズ（Physical Review Letters）』に掲載されました。