原始ブラックホールの最期の閃光が高エネルギーニュートリノの謎を解く鍵か?(Could a primordial black hole’s last burst explain a mysteriously energetic neutrino?)

2025-09-18 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITの研究チームは、地中海のKM3NeT検出器で記録された史上最高エネルギーのニュートリノが、「原始ブラックホール(PBH)」の最終爆発で放出された可能性を提案した。PBHはビッグバン直後に形成されたとされる仮説上の微小ブラックホールで、ホーキング放射により寿命の終わりに爆発し、極めて高エネルギーの粒子を放出する。もし今回のニュートリノがその産物であれば、人類初のホーキング放射の観測証拠となると同時に、暗黒物質の大部分がPBHで構成されている可能性を示す。研究は、既存のIceCube観測との「統計的緊張」を解消するシナリオを提供し、PBH爆発が銀河系内で現在も発生し得ることを理論的に示した。成果は Physical Review Letters に掲載。

原始ブラックホールの最期の閃光が高エネルギーニュートリノの謎を解く鍵か?(Could a primordial black hole’s last burst explain a mysteriously energetic neutrino?)
An artist’s illustration showing a tiny black hole within our Milky Way galaxy (top right), which could emit a burst of energetic particles due to Hawking radiation, a few of which would be detected on Earth (lower left). Such ultrahigh-energy particles could explain rare cosmic ray phenomena, such as the highest-energy neutrino ever detected.
Credit: Image by Toby Gleason-Kaiser, using SpaceEngine @ Cosmographic Software LLC.

<関連情報>

原始ブラックホール由来の超高エネルギーニュートリノ Ultrahigh-Energy Neutrinos from Primordial Black Holes

Alexandra P. Klipfel and David I. Kaiser
Physical Review Letters  Published: 18 September, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/vnm4-7wdc

Abstract

The KM3NeT Collaboration recently announced the detection of a neutrino with energy 220 PeV. One possible source of such ultrahigh-energy particles is the rapid emission of energetic Hawking radiation from a primordial black hole (PBH) near the end of its evaporation lifetime. The mass distribution for PBHs features a power-law tail for small masses; a small subset of PBHs would be undergoing late-stage evaporation today. We find that recent high-energy neutrino events detected by the IceCube and KM3NeT Collaborations, with energies ⁢(1−102)  PeV, are consistent with event-rate expectations if a significant fraction of the dark matter consists of PBHs.

1701物理及び化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました