Montag, 5. Mai 2014

Teilchenbeschleuniger am CERN hat bislang noch keine Schwarzen Löcher entfesselt


Blick in den ATLAS-Detektor des Teilchenbeschleunigers LHC an CERN. | Copyright: CERN.ch

Eugene (USA) - Der weltweit leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger, der Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Kernforschungszentrum CERN, hat bislang noch keine Schwarzen Löcher entstehen lassen, von denen nicht nur Laien sondern auch Wissenschaftler befürchten, dass sie die Erde selbst zerstören bzw. verschlingen könnten. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam in einer aktuellen Studie der Daten der ATLAS-Detektoreinheit am LHC und schlussfolgert weiter, dass selbst wenn im LHC Schwarze Löcher entstehen würden, diese keine Bedrohung für die Erde darstellen würden.

Wie die Forscher im Fachjournal "Physical Review Letters" (DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.091804) berichteten, könnten bei den Experimenten Teilchenbeschleuniger am CERN nur sogenannte Quanten-Schwarze-Löcher und damit Schwarze Löcher, die kleiner sind als ein Proton, entstehen. Voraussetzung hierfür sei, dass es zusätzliche und zugleich verborgene Dimensionen unserer Realität tatsächlich existieren, wie sie von einigen Theorien der Quantenmechanik zumindest als möglich erachtet werden.

Laut diesen Theorien der Quantengravitation, könnten diese zusätzlichen Dimensionen bis auf Größen von weniger als der eines Protons, also Milimeterbruchteilen, zusammengefaltet sein. Wäre ein Teilchenbeschleuniger dann nur stark genug, so könnte er laut diesen Vorstellungen genügend Masse und Energie konzentrieren, dass daraus ein Schwarzes Loch entstehen könnte.


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Eine Gefahr für die Erde, würde von diesen Mini-Schwarzen-Löchern aber nicht ausgehen, da diese - so die Berechnungen des theoretischen Physikers Stephen Hawking - Masse durch die Abgabe von Strahlung verlieren würden und auf diese Weise unmittelbar nach ihrer Entstehung mehr Masse verlieren als sie zugleich absorbieren würden, wodurch sie sich schon innerhalb des Milliardstel Bruchteils eines Trilliardstel Bruchteils einer Trilliardstelsekunde wieder auflösen würden, bevor sie überhaupt genügend Materie aufnehmen könnten, um anzuwachsen.

"Selbst wenn wir Quanten-Schwarze-Löcher detektieren würden, so würde es sich um die am schnellsten zerfallenden Objekte handeln, die je in einem Teilchenbeschleuniger entdeckt wurden", zitiert "Livescience.com" David Strom von der University of Oregon. "Sie stellen also keinerlei Gefahr für die Erde dar."

Selbst wenn Hawking sich irren würde, so wären die potentiell im LHC entstehenden Schwarzen Löcher immer noch so winzig, dass jedes davon mehr als ein Jahrzehnt benötigen würde, um auch nur ein Milligramm irdischer Materie zu absorbieren, so die Wissenschaftler.

Doch entgegen aller Befürchtungen habe man in den Daten des LHC seit 2012 bislang keinerlei Hinweise auf solche Phänomene gefunden, obwohl man ganz gezielt mit dem ATLAS-Detektor an Quanten-Schwarzen-Löchern gesucht hatte.

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass selbst wenn es solche Schwarzen Löcher gibt, diese außerhalb der Möglichkeiten des LHC-Teilchenbeschleunigers am CERN liegen", erläutert Strom abschließend.

2015 wird der derzeit ruhende Teilchenbeschleuniger am CERN wieder in Betrieb gehen und dann doppelt so viel Energie in die Suche nach exotischer Materie investieren als in den früheren Durchgängen. Auch dabei wollen die Forscher Ausschau nach schweren Versionen von Schwarzen Löchern im Quantenbereich halten. Nicht zuletzt würde die Existenz dieser Phänomene weitere, bislang unbekannte Dimensionen aufzeigen.

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Quellen: journals.aps.org/prl, livescience.com
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