Δευτέρα, 6 Απριλίου 2015

Ο Large Hadron Collider (LHC) θα μπορούσε να ανιχνεύσει επιπλέον διαστάσεις


image credit: galaxyreporter

Δημοσίευση στο Physics Letters Β πραγματεύεται την πιθανότητα νέας ανακάλυψης στον LHC η οποία θα μπορούσε να επισκιάσει τον θρίαμβο του μποζονίου Higgs. Οι συγγραφείς του άρθρου υποστηρίζουν πως θα καταστεί δυνατή η ανίχνευση mini μελανών οπών-"mini black holes", κάτι που όχι μόνο θα είχε ιδιαίτερη σημασία από μόνο του, αλλά θα άνοιγε επιπλέον ζητήματα έρευνας.

Ελάχιστες είναι οι ιδέες της θεωρητικής φυσικής που έχουν αντίστοιχη απήχηση με αυτή της υπόθεσης των πολλαπλών κόσμων - "many worlds hypothesis", που προτείνει την ύπαρξη άπειρου αριθμού από σύμπαντα που διαφέρουν με το δικό μας κατά μεγάλο ή μικρό βαθμό. Η εν λόγω ιδέα έχει τροφοδοτήσει κατά καιρούς συγγραφείς ταινιών επιστημονικής φαντασίας, αλλά και κωμικές σκηνές όπως η παρακάτω:



Παρόλα αυτά, σύμφωνα με δήλωση του καθηγητή Mir Faizal από το Πανεπιστήμιο του Waterloo στο Phys.org , συνήθως όταν κανείς σκέφτεται την εκδοχή multiverse την ταυτίζει με την κβαντική ερμηνεία της υπόθεσης των πολλαπλών κόσμων, όπου κάθε ενδεχόμενο πραγματοποιείται. Μία τέτοια ερμηνεία δεν μπορεί να ελεγχθεί και για τον λόγο αυτό υπάγεται στη σφαίρα της φιλοσοφίας και όχι της επιστήμης.

O Faizal θεωρεί πως μπορεί να προσεγγίσει υπό άλλο πρίσμα την έννοια των παράλληλων συμπάντων, γεγονός που θα του επέτρεπε τον σχεδιασμό ενός αντίστοιχου πειράματος ελέγχου. Εισάγει την έννοια των πραγματικών συμπάντων σε επιπλέον διαστάσεις και υποστηρίζει πως εφόσον η βαρύτητα μπορεί να ρέει εκτός του σύμπαντός μας στις διαστάσεις αυτές, η ανίχνευση mini μελανών οπών στον LHC θα μπορούσε να αποτελέσει μέσο ελέγχου του εν λόγω μοντέλου.

Η ιδέα πως το σύμπαν μπορεί να είναι γεμάτο με λεπτές μελανές οπές, προτάθηκε με σκοπό την κατανόηση εννοιών όπως αυτή της φύσης της σκοτεινής ύλης - "dark matter". Η ενέργεια όμως που απαιτείται για την δημιουργία τέτοιων αντικειμένων, εξαρτάται από τον αριθμό των διαστάσεων του σύμπαντος. Σε ένα συμβατικό σύμπαν 4 διαστάσεων, η ενέργεια αυτή ανέρχεται στα 1016 TeV, δηλαδή 15 τάξεις μεγέθους πάνω από τις δυνατότητες του LHC.

Η Θεωρία Χορδών -"String Theory" όμως, προτείνει την ύπαρξη 10 διαστάσεων, 6 από τις οποίες είναι "τυλιγμένες", με αποτέλεσμα να μην μπορούμε να τις αντιληφθούμε. Αν η θεώρηση αυτή είναι σωστή, συνεπάγεται την δραματική μείωση της απαιτούμενης ενέργειας για την δημιουργία μελανών οπών, μάλιστα σε τέτοια επίπεδα ώστε κάποιοι επιστήμονες να πιστεύουν πως θα έπρεπε ήδη να είχαν εντοπιστεί σε προηγούμενα πειράματα του LHC.

Επομένως το γεγονός πως δεν σημειώθηκε μία τέτοια ανίχνευση, αναιρεί την θεωρία χορδών; Όχι κατά τον Faizal και τους συν-συγγραφείς του. Η διαφωνία τους έγκειται στα μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν για την πρόγνωση της ενέργειας των μελανών οπών σε ένα 10-διάστατο σύμπαν, τα οποία δεν συνυπολόγισαν την κβαντική παραμόρφωση του χωρόχρονου που αλλάζει ελαφρώς την βαρύτητα.

Το αν η παραμόρφωση αυτή είναι πραγματική αποτελεί ένα ταχέως αναπτυσσόμενο ζήτημα, αν όμως κάτι τέτοιο ισχύει, σύμφωνα με τη δημοσίευση οι μελανές οπές στις 10 διαστάσεις θα έχουν μεν ιδιαίτερα μικρότερες ενέργειες από ότι στις 4 διαστάσεις, αλλά σχεδόν διπλάσιες από τις ενέργειες που έχουν ως τώρα χρησιμοποιηθεί. Ο LHC είναι σχεδιασμένος ώστε να μπορεί να φτάσει σε ενέργεια 14TeV, αλλά τα πειράματα ως τώρα δεν έχουν ξεπεράσει τα 5,3TeV, τη στιγμή που η δημοσίευση κάνει λόγο για εντοπισμό στα 11,9TeV. Επομένως, η ανίχνευση των mini black holes είναι εφικτή. 

Μία τέτοια εξέλιξη, θα αποδείκνυε την παραμόρφωση του χωρόχρονου, την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων, αλλά και παράλληλων συμπάντων εντός τους, καθώς θα επικύρωνε και την θεωρία χορδών. Αν τα ενεργειακά επίπεδα ανίχνευσης έχουν προβλευθεί σωστά, τότε επαληθεύεται η θεωρία gravity's rainbow σχετικά με την συμπεριφορά των μελανών οπών (η οποία μπορεί να επιλύσει το παράδοξο πληροφορίας). Μία τέτοια τετραπλή αποκάλυψη θα τάραζε τα νερά της φυσικής , οι ερευνητές πάντως, ήδη εξετάζουν τα πιο πιθανά ψεγάδια της δουλειάς τους στην περίπτωση που οι μελανές οπές αποδειχτούν απατηλές..



About the Author

Κώστας Παπαδόπουλος

Administrator

Απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών, Web Developer και Blogger

 
Φυσική Επιστήμη - Physics Mag © 2015 - Designed by Templateism.com
Επικοινωνία: info@physicsmag.com