大型强子对撞机改变了粒子物理学，现在科学家又在构思更强大的超级对撞机。但超级对撞机需要庞大资金与时间，科学家转向更便宜自然替代方案寻找暗物质和其他难捉摸的粒子。新论文描述超大质量黑洞如何创造致密环境让粒子以相对论性速度旋转并相互碰撞，释放地球可侦测到的其他粒子。
这项研究发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters），结果可能有助补足欧洲大型强子对撞机（Large Hadron Collider，LHC）这类研究设施所需的数十亿美元经费和数十年建造时间。粒子加速器以近光速将质子及其他亚原子粒子互相撞击，揭示物质最根本的性质。从撞击产生的微弱闪光与残骸，可能披露尚未发现的新粒子，包括暗物质候选者的粒子。大型强子对撞机是目前全球最大、能量最高的粒子加速器，加速轨道是一条长达27公里的圆形隧道，不仅推动粒子物理学，也促成网际网络、癌症治疗与高性能计算等重大进展。
2021年LHC紧凑缈子线圈（CMS）侦测器停机维护。（Source：Hertzog, Samuel Joseph/Ordan, Julien Marius (CERN)）
团队指出，星系中心快速旋转的大质量黑洞会释放大量电浆喷发，很可能是黑洞自转能量与周围吸积盘驱动的喷流造成，这些现象与人造超级粒子加速器产生的效果类似。在快速旋转的黑洞附近，粒子会混乱碰撞，产生部分粒子会掉进黑洞中心，永远消失。但有些粒子会抛出来，但已加速到前所未有的高能状态，通过计算发现这些粒子能量与超级对撞机产生能量一样强，甚至更高。如果超大质量黑洞能用高能量质子碰撞产生粒子，或许就能在地球接收某些极高能粒子快速穿过探测器的信号，是宇宙最神秘天体之一的全新形态粒子加速器的证据，能量甚至远高于任何地面加速器可达范围。
当然，即使团队理论正确，从数万光年之外的加速器捕捉这些高能量粒子也非常棘手。为了侦测高能粒子，科学家可用已在关注超新星、大质量黑洞喷发的观测站。这些观测站有设在南极的冰立方微中子观测站（IceCube Neutrino Observatory）以及最近地中海下方探测到史上最强微中子的立方公里微中子望远镜（KM3NeT）。
“超级对撞机与黑洞的差异在于，黑洞距离我们很远”，论文作者之一席尔克说，“但即使如此，这些粒子还是能抵达地球”。
（首图来源：Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University）
