Физици създават симулатор на черни дупки, за да търсят скрити измерения във Вселената
| ScienceDaily (Nov. 9, 2008) — Група от теоретични и експериментални физици, с участници от Case Western Reserve University, са създали нов симулатор на черни дупки наречен BlackMax за да търсят доказателства за съществуването на допълнителни измерения, които може би съществуват във Вселената.
Черните дупки са теоретизирани като региони в пространството, където гравитационното поле е толкова силно, че нищо не може да избяга от притеглянето му след като пресече границата наречена хоризонт на събитията. BlackMax симулира тези региони. Приблизително две години е отнело създаването на компютърната прогреама, която позволява на физиците да тестват теориите за появяването и разпада на черни дупки и взимането под внимание на нови ефекти произтичащи от създаването и изпаряването на черни дупки в новия Голям Адронен Колайдър (LHC). Например, черните дупки създадени в се очаква да започнат да се въртят.
Въртенето на черните дупки увеличава частта на масата на черната дупка, която е разпусната като гравитони-елементарни кванти от гравитация, което би могло да се използва като улика за съществуването и структурата на екстра измерения.
|
Черните дупки са изучавани с BlackMax от членовете на експеримента ATLAS в LHC, един от двата главни детектори на частици в новия колайдър. Физиците от Case Western Reserve работят с Глен Старкман и неговия бивш докторанстки студент Деян Стойкович, сега гостуващ професор във факултета на Щатския Университет в Ню Йорк (State University of New York - SUNY) в Бъфало, и De-Chang Dai, който наскоро се дипломира с докторска степен във физика и сега е пост-докторален сътрудник работещ със Стойкович. Другите участници са експерименталните физици Чийдем Ишсевер и Jeff Tseng от Университета в Оксфорд и Eram Rizvi от Queen Mary College в Университета в Лондон.
ATLAS работи почти като разследващите, които претърсват мястото на разбили се самолети, и след това събират отломките за да разберат причината за разрушението на самолета.
BlackMax, предричайки как тези части ще паднат, би трябвало да позволи на физиците да видят дали модела на частиците изпуснати от детектора съвпадат с това, което се очаква да произведе черната дупка, когато се разпада.
Обикновените не-гравитационни сблъсъци предречени от Стандартния Модел на физиката, клонят към продуцирането на фрагменти от протона ‘съсирени; на малки бройки от джетове.
Разпада на черни дупки би произвел повече частици от обикновено. Тези частици също така са необикновени изотопи – във всяко едно отношение – и микс от частици, които биха били по демократични – включително и например електрони и подобни частици, които не се намират в протона.
При определени условия, разпада на черната дупка може да създаде много гравитони, които биха минали незабелязани през ATLAS, но които биха накарали останалите емитирани частици да изглеждат асиметрични носейки по-малко енергия отколкото обикновено.
Старкман каза, че ако черни дупки се открият в LHC това ще позволи на учените да разберат връзката между гравитацията и квантовата механика, разрешавайки несъответствието между двата велики интелектуални триумфи на 20-ти век – квантовата механика и Генералната Теория на Релативността на Айнщайн.
Това също ще означава и съществуване на други измерения в пространството, и обяснение защо гравитацията е толкова слаба сила в сравнение с останалите три фундаментални сили на природата – електромагнетизма, силнота и слаба ядрени сили.
Според Старкман, черните дупки при LHC ще са много малки, невероятно горещи – милиарди пъти по горещи от температурата на Слънцето, и техния живот следователно ще бъде много кратък, разпадайки се на малки частици за мигове от секундата след създаването им.
Той добави, че черната дупка няма да има време да пресече човешки косъм, камо ли да напусне детектора. „Това, което е по-важно е, че Вселанта е правила този експеримент от милиарди години, бомбардирайки земната атмосфера (да не споменаваме безбройните звезди) с космически лъчи. Така, че ние знаем, че ако се появят черни дупки в LHC, те ще са напълно безопасни,” каза Старкман.
Източник:http://www.sciencedaily.com/releases/2008/11/081107143616.htmПревод: Eon