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Schwarze Löcher im Labor?
Redaktion / idw /
Universität Frankfurt
astronews.com
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.
Gibt es in der Quantenwelt auch eine
Miniaturausgabe von Schwarzen Löchern? Bild: ESA / NASA
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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.
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
gelingt, 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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