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TEILCHENPHYSIK
Schwarze Löcher im Labor?
Redaktion / idw / Universität Frankfurt
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10. Januar 2007

Physiker der Universität Frankfurt glauben, dass sich in einem neuen Beschleunigerring am Genfer CERN auch winzige Schwarze Löcher erzeugen lassen müssten. Liegen die Wissenschaftler mit ihrer Vorhersage richtig, haben sie schon eine prestigeträchtige Anwendung parat:  Die Lösung der Energieprobleme der Welt.

Schwarzes Loch

Gibt es in der Quantenwelt auch eine Miniaturausgabe von Schwarzen Löchern? Bild: ESA / NASA

Schwarze Löcher - das müssen nicht unbedingt alles verschlingende, gigantisch schwere astronomische Objekte sein. Theoretisch könnte es auch "mini black holes" im Labor geben, die genau das Gegenteil der astronomisch gemessenen Giganten darstellen. Das folgt aus Arbeiten der Gruppe von Prof. Dr. Horst Stöcker und Prof. Dr. Marcus Bleicher am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) und am Institut für Theoretische Physik, über die sie in der neuen Ausgabe von "Forschung Frankfurt" berichten. Auftreten könnten die winzigen Schwarzen Löcher, wenn im kommenden Jahr der neue Teilchenbeschleuniger am Europäischen Großforschungszentrum für Kern- und Teilchenphysik CERN bei Genf in Betrieb genommen wird.

Für die theoretische Physik wäre die Entdeckung der sehr leichten Schwarzen Löcher von großer Bedeutung. Bisher ist es nicht gelungen, die beiden erfolgreichsten Theorien des 20. Jahrhunderts - die Quantentheorie und die Relativitätstheorie - in Einklang zu bringen.

Für gewöhnlich ist das nicht störend, denn quantentheoretische Effekte machen sich im Mikrokosmos bemerkbar, während die allgemeine Relativitätstheorie bei der Beschreibung großer Massen im Makrokosmos der Sterne und Planetensysteme relevant ist. Zur Beschreibung Schwarzer Löcher, in denen sich große Massen auf engstem Raum zusammendrängen, braucht man jedoch eine Synthese beider Theorien. Die Physik Schwarzer Löcher im Quantenbereich ist somit der Schlüssel zum Verständnis des neuen Weltbilds der Elementarteilchenphysik für die Experimente am CERN.

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Sollte es die vorhergesagten Mini Schwarzen Löcher geben, hat Prof. Horst Stöcker sich ihre mögliche Anwendung als "Relikt-Konverter" zur Energiegewinnung nach Einsteins berühmter Formel E=mc2 bereits patentieren lassen. Der Konverter bestünde aus dem Relikt eines Schwarzen Lochs, das einen Strahl von niederenergetischen Hadronen (Protonen, Neutronen oder ganze Kerne) in Hawking-Strahlung umwandeln könnte. Dieser Prozess würde mit einer Umwandlungseffizienz von etwa 90 Prozent ablaufen, da nur die produzierten Gravitonen und Neutrinos nicht in nutzbare Energie überführt werden könnten.

Sollte also die Erzeugung von stabilen Relikten am CERN in den kommenden Jahren gelingen, könnte mit dieser Methode der gesamte Energieverbrauch der Erde mit nur zehn Tonnen willkürlichen Materials in diesen Konvertern erzeugt werden. Die Suche nach diesen Mini-Schwarzen Löchern ist also eine lohnende Angelegenheit.

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Forschung Frankfurt 2006 - Johann Wolfgang Goethe-Universität mit Link zum Download des Artikels
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