微視的なブラックホールの探求

私たちの銀河の中心にあるブラックホールのようなブラックホールが形成されるのに必要なエネルギー—死にかけている超大質量の星が崩壊する量-は、私たちの地上の研究室で達成できるものよりも何倍も高いです。

しかし、重力の性質について特定の理論が正しい場合、物理学者が非常に異なるタイプのブラックホールを作成する方法があるかもしれません。 そして、このプロセスは、大型ハドロン衝突型加速器の手の届くところにあるかもしれません。

いくつかの理論によると、空間には三次元以上のものがあります。 余分な次元の存在は、今日の物理学における最も顕著な謎の一つへの答えを提供するだろう:他の基本的な力が非常に強いときに重力が非常に弱い より多くの次元があるほど、より多くの重力は増加する距離にわたって希釈されます。 それは遠く遠くに散乱するように力が弱くなりますが、それは短い距離で驚くほど強くなります。

例えば、10個の次元がある場合、重力は我々が検出できるよりもいくつかのより多くの空間次元を通って伝播しなければならず、その大部分が目に見えない次元で失われているためにのみ、私たちには弱いようです。

物理学者は、微視的なブラックホールを作るためには、LHCが想像するよりも一定量のエネルギーを必要とすることを知っています。 しかし、重力が私たちが考えるよりも強い場合、必要なエネルギーのしきい値は、LHCと宇宙線の両方の地球の大気との衝突の範囲内にある可能性があ

「微視的なブラックホールと余分な次元の素晴らしいところは、それらを探す方法がたくさんあることです」と、LhcのCMS実験でexotica physics groupの共同招集者を務めているRutgers大学の科学者John Paul Chou氏は述べています。 “しかし、LHCは、それらを作成し、見つけるための最もクリーンで最も明白な方法です。”

二つの粒子が光速に近い速度でデッドオンに当たると、少量のエネルギーが小さな空間に大きく集中します。 余分な次元が存在する場合、衝突は重力の隠された強さを明らかにする可能性があり、エネルギーと密度は微視的なブラックホールに融合するのに十分

マイクロブラックホールは、その周囲に大きな影響を与えるには小さすぎて寿命が短すぎるでしょう。 科学者の唯一の手がかりは、余分な粒子のバーストです(上に描かれた壁画の右側のイベントディスプレイに描かれています)。 しかし、量子レベルでの自然の理解への影響は巨大です。 物理学者がlhcで微視的なブラックホールを生成した場合、彼らは空間の三次元以上があるという証拠を持っているでしょう。

科学者たちは見ているが、これまでのところ、彼らは微視的なブラックホールの兆候を発見していない、とチョウは言います。 “だから、彼らは存在しない、または彼らは非常にまれである、我々はまだ一つを生産していません。”

科学者は、三次元以上の場合にのみ存在する可能性のある既知の粒子のより重いバージョンを検索したり、他の次元に脱出して検出器に空のゾーンを残した重力の仮想的な力キャリアである重力子の証拠を探したりするなど、他の方法で余分な次元を探すことができます。

しかし、2015年にマイクロブラックホールがより高いエネルギーで戻ってきたら、lhcでショーをしなければ、物理学者は彼らの理論とアプローチを調整しなけ

「理論そのものを排除するものではないが、LHCでの最近の2010年から2012年までの実行ですでに行われているように、それらを強く制約するだろう。”

lhcで微視的なブラックホールを見るかどうかにかかわらず、私たちは自然について何か新しいことを学ぶでしょう。

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