211service.com
Massa van zwarte gaten moet worden gekwantificeerd, zeggen natuurkundigen
Na jarenlang gefocust te zijn geweest op de gigantische zwarte gaten die ontstaan wanneer sterren instorten en de superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels, zijn natuurkundigen recentelijk begonnen met het bestuderen van microscopisch kleine zwarte gaten, met kleine massa's.
Een reden om over deze objecten na te denken, is dat ze tijdens de oerknal zijn gevormd en vandaag nog steeds het universum kunnen doordringen. Het bestaan van zogenaamde oerzwarte gaten is een mogelijke verklaring voor de ontbrekende massa van het universum.
Een andere reden waarom natuurkundigen geïnteresseerd zijn in micro-zwarte gaten, is dat sommige theoretici voorspellen dat de Large Hadron Collider ze zal produceren.
Dus het werk van Gia Dvali en vrienden aan de Ludwig-Maximilians-Universitat in München, Duitsland, zal van groot belang zijn. Deze jongens zeggen dat als zwarte gaten zich op deze kleine kwantumschaal vormen, hun massa moet worden gekwantificeerd.
Hun redenering is eenvoudig. Als de massa van een zwart gat niet wordt gekwantificeerd, kan de massa in wezen elke waarde aannemen. En als dat het geval was, zou de productiesnelheid van microzwarte gaten oneindig zijn: ze zouden zich bij elke botsing, bij elke energie, kunnen vormen.
Aangezien dat duidelijk niet het geval is, moeten de massa's van micro-zwarte gaten worden gekwantificeerd.
Dat roept meteen een aantal belangrijke vragen op, niet in de laatste plaats wat de kwantificering van zwarte gaten regelt. Dvali en co stellen redelijkerwijs dat zwarte gaten gekwantiseerd moeten worden in eenheden van de fundamentele Planck-lengte. Maar hoe dit precies van invloed zou zijn op de manier waarop ze in en uit het bestaan springen, is niet duidelijk.
Dvali en co suggereren dat micro-zwarte gaten eerst in hun laagste kwantumtoestand bij de LHC zouden verschijnen in de vorm van een soort kwantumresonantie, wat deeltjesfysici een bult in hun gegevens noemen. Dit zou aanvankelijk moeilijk te onderscheiden zijn van een gewoon deeltje, maar experimenten met hogere energie zouden ook zwarte gaten in hogere toestanden moeten onthullen.
Op dit moment is er geen manier om erachter te komen bij welke energie we ze moeten verwachten. Om de precieze vorm van de kwantisatieregel voor de laagste resonanties van zwarte gaten te ontdekken, hebben we meer experimentele input nodig, zeggen Dvali en co. Nogal!
Natuurlijk roept de vraag naar dit soort productie van zwarte gaten bij de LHC opnieuw de netelige vraag op of de veiligheidsgaranties die we over deze experimenten hebben gekregen, geldig zijn.
We hebben eerder naar de argumenten gekeken. Een belangrijke vraag is of state-of-the-art theoretische fysica de taak aankan om een betrouwbare voorspelling te doen dat de LHC veilig is.
Het artikel van vandaag maakt duidelijk dat ons begrip van de fysica van microzwarte gaten snel verandert. Het zou dus heel redelijk zijn om te vragen op welke basis natuurkundigen veiligheidswaarborgen kunnen maken.
(Laten we de vraag even terzijde schuiven of deeltjesfysici überhaupt in staat zijn om veiligheidsbeoordelingen te maken, aangezien ze het meeste te winnen hebben bij het uitvoeren van deze experimenten.)
Dit is een debat waar deeltjesfysici zich vreemd genoeg niet mee bezig houden, aangezien ze de meeste vraagtekens over veiligheid hebben genegeerd.
Dit is dus een goede gelegenheid om de kwestie opnieuw aan de orde te stellen. Leun achterover en geniet van het vuurwerk (of puzzel over de oorverdovende stilte)!
Referentie: arxiv.org/abs/1106.5894 : Massa's van zwarte gaten worden gekwantificeerd