Gefahren durch die Experimente am CERN - LHC

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Hugo

Gast
Hallo,
bei Wikipedia lese ich, daß der LHC auch in einem Modus mit Bleikernen betrieben werden kann, wobei dann eine Energie von 1146 TeV im Schwerpunktsystem angestrebt werden.

Werden solche Energien auch noch durch die kosmische Strahlung abgedeckt?
Also gibt es in der Atmosphäre auch Kollisionen mit Bleikernen?
Und hätten diese Kollisionen im Schwerpunktsystem auch eine deutlich höhere Energie als die hier genannten 1146 TeV?

Gruß
Hugo
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
bei Wikipedia lese ich, daß der LHC auch in einem Modus mit Bleikernen betrieben werden kann, wobei dann eine Energie von 1146 TeV im Schwerpunktsystem angestrebt werden.

Werden solche Energien auch noch durch die kosmische Strahlung abgedeckt?
Also gibt es in der Atmosphäre auch Kollisionen mit Bleikernen?
Und hätten diese Kollisionen im Schwerpunktsystem auch eine deutlich höhere Energie als die hier genannten 1146 TeV?

Hallo Hugo,

wer ist Dein Auftraggeber ?


Ralf Kannenberg
 

nomad

Registriertes Mitglied
Hallo,
bei Wikipedia lese ich, daß der LHC auch in einem Modus mit Bleikernen betrieben werden kann, wobei dann eine Energie von 1146 TeV im Schwerpunktsystem angestrebt werden.

Werden solche Energien auch noch durch die kosmische Strahlung abgedeckt?
Also gibt es in der Atmosphäre auch Kollisionen mit Bleikernen?
Und hätten diese Kollisionen im Schwerpunktsystem auch eine deutlich höhere Energie als die hier genannten 1146 TeV?

Gruß
Hugo

Hallo Hugo,

die Gesamtenergie bei Blei-Blei-Kollisionen klingt nach viel. Entscheidend ist aber der elementare Kollisionsprozess zwischen den Quarks. Und da ist die Energie pro Quark-Quark-Kollision sogar kleiner, als in Proton-Proton-Modus.

Das liegt daran, dass Bleikerne auch Neutronen enthalten. D.h. auch wenn man die Protonen auf 7 TeV bringen würde, dann müssen die elektrisch geladenen Neutronen mitgeschleppt werden.

Die Energie pro Nukleon bei Blei-Blei-Kollisionen liegt bei weniger als 3 TeV. Da bleibt für die einzelnen Quarks noch weniger übrig.

Also keine Gefahr hier.

nomad.
 
H

Hugo

Gast
Hallo nomad
Danke für die Erklärung.

Nur was bringen solche Kollisionen den dann für zusätzliche Erkenntnisse wenn die Energie ohnehin niedriger ist?

Gruß
Hugo
 

galileo2609

Registriertes Mitglied
wer ist Dein Auftraggeber ?
Wie ist die Frage gemeint?
Hallo Hugo,

Ralf ist manchmal etwas misstrauisch, was an unserer gemeinsamen reichlichen Erfahrung mit irrationalen Spekulierern liegt.

Ich finde das übrigens genau richtig, was du machst. Du holst die möglicherweise offenen Fragen hoch, an die wir gar nicht mehr denken, weil die Antworten für uns selbstverständlich sind.

Das wäre eigentlich die Aufgabe der 'LHC-Widerständler'. Aber die sind an solchen Antworten interessanterweise wenig interessiert, sondern suhlen sich lediglich in immer neuen Schreckensbildern. Also, wenn ich solche Angst hätte wie die, die sich mittlerweile wieder in den erschreckensten Zornesausbrüchen gegen die Wissenschaftler ergehen, ich wäre 24 Stunden am Tag damit beschäftigt, die Fehler in diesen Prophetien zu finden.

Aber das sind halt die Unterschiede. Und insofern sollte Ralf seine Frage zurückziehen.

Grüsse galileo2609
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Wie ist die Frage gemeint?

Hallo Hugo,

genau so wie ich sie geschrieben habe. Ich verstecke üblicherweise nichts zwischen den Zeilen.

Ich hätte von Dir eher die Rückfrage erwartet, warum ich diese Frage gestellt habe, ich will mich aber bei der Beantwortung des "warum" ganz gewiss nicht aufdrängen. Noch lieber übrigens ist mir einfach eine ehrliche Antwort auf meine Frage.

Ganz unabhängig davon würde ich auch noch gerne wissen, woher Du das mit den 1146 TeV hast.


Ralf ist manchmal etwas misstrauisch, was an unserer gemeinsamen reichlichen Erfahrung mit irrationalen Spekulierern liegt.
(...)
Und insofern sollte Ralf seine Frage zurückziehen.

Hallo Galileo,

und was hindert Hugo daran, meine Frage einfach zu beantworten ? "Niemand" wäre auch eine Antwort und es ist nicht mein Stil, beantworteten Fragen keinen Glauben zu schenken.

Selbstverständlich respektiere ich es aber auch, wenn Hugo diese Frage nicht beantworten möchte.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
Zuletzt bearbeitet:

galileo2609

Registriertes Mitglied
Ganz unabhängig davon würde ich auch noch gerne wissen, woher Du das mit den 1146 TeV hast.
Hallo Ralf,

das hat Hugo doch gesagt, wenn auch nicht verlinkt:
Hallo,
bei Wikipedia lese ich, daß der LHC auch in einem Modus mit Bleikernen betrieben werden kann, wobei dann eine Energie von 1146 TeV im Schwerpunktsystem angestrebt werden.
Dieser Absatz in der wikipedia:
Während im LEP Elektronen und Antielektronen (Positronen) zur Kollision gebracht wurden, werden am LHC je nach Betriebsmodus entweder Protonen oder Bleiionen beschleunigt und zur Kollision gebracht. Da Protonen bzw. Bleiionen eine viel größere Masse als Elektronen haben, können sie eine weitaus größere Schwerpunktsenergie erreichen, es werden 14 TeV (Protonmodus) und 1.146 TeV (Bleikerne) angestrebt.
ist für Laien bzw. für 'LHC-Widerständler' nicht ganz einfach zu verstehen. Was wiederum zeigt, dass man die wikipedia nicht als alleinige Quelle nutzen sollte.

Ich finde das gut, dass, durch die Frage von Hugo initiiert, nun auch diese Verunsicherung ausgeräumt ist.

Grüsse galileo2609
 
H

Hugo

Gast
Hallo,

erstmal danke für die Antworten.

@Ralf

um auf Deine Frage zurückzukommen. Ich habe keinen Auftraggeber, ich wurde nur vor einiger Zeit durch diverse Berichte, etc. die wie ich inzwischen weiß nicht sehr seriös und ernst zu nehmen sind, aufgeschreckt und habe mich seither zu der Sache etwas schlau gemacht (überwiegend auch hier im Forum). Ich habe von Physik nicht wirklich sehr viel Ahnung und stelle deshalb vielleicht auch mal eine Frage deren Antwort für Dich einfach offensichtlich ist. Deshalb bin ich aber noch kein LHC-Wiederständler. Ich interessiere mich einfach für das Thema und möchte für mich persönlich Beruhigung haben.

Wie galileo2609 schon geschrieben hat habe ich die 1146 TeV aus dem Wikipedia-Artikel zum LHC (tut mir Leid, daß ich ihn nicht verlinkt habe). Ich habe einfach deshalb nachgefragt weil hier immer nur von den 14 TeV die Rede ist und 1146 TeV dagegen schon sehr viel erscheinen, vor allem wenn, wie in den letzten Beiträgen auch erwähnt wurde, die Schwerpunktenergie bei Protonenkollisionen der kosmischen Strahlung nur zwischen 400 und 500 TeV liegt. Aber das hat mir ja nomad dankenswerterweise gut erklärt.

Gruß
Hugo
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Und nebenbei gesagt, hast Du ganz einfach das Komma übersehen und damit den Wert im Wiki vertausendfacht. :)
 
Zuletzt bearbeitet:

nomad

Registriertes Mitglied
Also noch mal zum Mitschreiben:

Der LHC kann Protonen oder auch schwerere Atomkerne (z.B. Blei) beschleunigen.

Bei den Proton-Proton-Kollisionen ist man an den elementaren Wechselwirkungen zwischen den Quarks interessiert. D. h. man will eigentlich zwei Quarks (oder auch Gluonen) mit möglichst hoher Energie kollidieren lassen. Da Quarks nur gebunden vorkommen, nämlich als Neutron oder Proton, muss man eben Protonen nehmen. Neutronen würden die gleiche Physik erbringen (in nullter Näherung), aber Neutronen lassen sich wegen der fehlenden elektrischen Ladung so schwer Beschleunigen.

Der Hintergrund des Schwerionenphysikprogrammes am LHC ist etwas anders. Hier liegt der Schwerpunkt nicht auf den elementaren Wechselwirkungen, sondern auf Fragen der Vielteilchenphyisk. Wie verhalten sich viele Quarks und Gluonen auf engstem Raum. Die Suche nach dem sog. Quark-Gluon-Plasma ist da das Aushängeschild.

Für diese Art Physik kommt es nicht in erster Linie darauf an, dass sich zwei einzelne Quarks mit hoher Energie sehr nahe kommen (wie bei den Proton-Proton-Kollisionen), sondern dass sich möglichst viele Quarks und Gluonen relativ nahe kommen. Deswegen lohnt es sich hier, mit möglichst vielen Quarks und GLuonen schon bei der Beschleunigung anzufangen. Also nimmt man nicht Protonen, sondern schwere Atomkerne, wie z.B. Blei.

Ein Bleikern hat eine elektrische Ladung, kann deswegen beschleunigt werden. Aber die Ladung tragen nur die Protonen, die Neutronen im Kern fliegen als Ballast mit. Deswegen ist die Kollisionenergie pro Nukleon (also pro Neutron oder Proton) niedriger als bei den reinen Proton-Proton-Kollisionen.

Hypothetische mikroskopische Schwarze Löcher entstehen nur, wenn sich zwei Quarks so nahe kommen, dass die aufgerollten (genauso hypothetischen) Extradimensionen sichtbar werden und die darin gefangene Gravitation wirksam wird. Und am nähsten kommen sich Quarks in den Proton-Proton-Kollisionen.

Die elementaren Quark-Quark Reaktionen bei den Bleikernen finden übrigens nur wenig oberhalb den Energien statt, bei denen seit vielen Jahren schon Protonen am Tevatron in Chicago (E_cm ~2 TeV) kollidieren, d.h. für die energy frontier physics ist da nichts neues zu erwarten.

nomad.
 

FrankSpecht

Registriertes Mitglied
Moin, nomad,
Also noch mal zum Mitschreiben:
Danke schön!
Ist auch nachzulesen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Sterne und Weltraum", zu ersteigern an fast jedem Zeitschriftenhandel im Bahnhof oder Flugplatz.
Wurde in diesem Thread auch schon mal nebenbei erwähnt, finde ich gerade nicht wieder.
 

galileo2609

Registriertes Mitglied
Hallo zusammen,

Mit Plagas Paper dürfte die Diskussion um die LHC-Risiken in eine neue Runde gehen. Auf 'achtphasen' wird Plaga wohl nach dem abgehalfterten Rössler die neue Galionsfigur werden.

Radikalisierung des 'LHC-Widerstands'

Wie man mit Orbit richtig vermuten konnte, wirken die 'Torschluss-Hypothesen' vor dem 10. September als Motivierung, die die 'LHC-Widerständler' nicht nur weiter wie die 'Maus vor der Schlange' (Marc Fasnacht) erstarren, sondern sich auch wieder radikalisieren lässt:
Eine solche, den ernsthaften Bedenkenträgern - deren Argumente keineswegs ausdiskutiert sind ( R. Plaga, R. Uebbing) - entgegengebrachte Arroganz der Verachtung stellt nicht nur die ethische Verantwortung der Wissenschaftler in Frage, sondern die Basis menschenwürdigen Zusammenlebens.
Die Verbalradikalisierung Struckmeyers ist in den letzten Tagen ja kein Einzelfall. Auch die besonders 'intellektuell' auffälligen 'achtphasen'-Teilnehmer Lutz von Grünhagen:
Nach dem vollen Start der Experimente dürfte für unabsehbare Zeit eine Phase quälender Unsicherheit beginnen, auch unter den Milliarden Menschen, die bis jetzt nichts vom LHC und seinen denkbaren Gefahren wissen.
Wenn mit naivem Stolz lauthals verkündet worden ist, daß “das größte Experiment aller Zeiten” - trotz aller Zweifel von ein paar hysterischen Weltuntergangspropheten - erfolgreich gestartet worden sei, werden die Massen der wahren Hysteriker erst aus ihren Löchern gekrochen kommen, weil sie erst dann erfahren, was für ein unabwendbares Schicksal ihnen möglicherweise aufgezwungen worden ist.
Vielleicht werden westeuropäische Wissenschaftler sich fortan kaum noch auf die Straße trauen.
Vielleicht werden Physiker scharenweise die Koffer packen und wie einst Salman Rushdie vor fundamentalistischen Häschern in ungemütliche Verstecke flüchten. Ein neuer Terrorismus der Rache könnte um sich greifen, der Tausende von Unschuldigen, etwa Europäer im Ausland, trifft. Zu diesem Thema “Sicherheit vor Lynchjustiz nach Bekanntwerden von vertuschten Risiken” dürfte es noch keine Studie geben. Aber Fehler wie einst bei der Vorbereitung der Flüge der Weltraumfähren “Challenger” 1986 und “Columbia” 2003 sind bis heute überall ziemlich wahrscheinlich, bedingt durch die allgemeine Rivalität und Hektik in der menschlichen Zusammenarbeit. Und jetzt wird eine Art “Challenger” gestartet, wo wir “alle in einem Boot sitzen” und wo die möglichen Schuldigen mitten unter uns sind, wenn herauskommt, daß Versäumnisse vor dem Start uns unaufhaltsam in die Katastrophe treiben lassen.
oder der Paul Caspar Boux:
Wissenschaftler ohne Herz und Seele
der sich in gewissem Sinne bereits seit Ende August tot gefühlt hat
Wir sterben - alle!
und natürlich ein Wissenschaftsfeind ist, erinnern unbehaglich an die Reinkarnationen von 'Martial Bourdin', die auch die CERN-Wissenschaftler unter Beobachtung haben: 'The LHC is safe', Folie 29 (14.08.2008):
While the rest of the World goes to hell. Be
carefull: Yuo might have "guest's. With Guns.
ハHurry up Booyzzz.
Dr. Xxxxx Xxxxxxx (Sent Saturday, June 21,
2008 11:46 PM)

Wir sollten daher noch ein paar weitere Blicke auf Plagas paper werfen, das den letzten Schub der 'Maschinenstürmer' ausgelöst hat, sich in ihrer pseudointellektuellen Untergangsstimmung einzurichten.

'Even if' Plaga

Rainer Plaga eröffnet dem 'LHC-Widerstand' nach den bisher gescheiterten Apokalypse-Prophetien, dass die Erde von einem MBH verschlungen werden würde, eine neue Option für seinen irrationalen Aktionismus: den 'thermal damage'! Das paper von Plaga ist sicherlich bereits in seinen Grundannahmen kritisierbar. Aber unter den oben dargestellten Eindrücken möchte ich doch die bewährte 'Even if'-Strategie nutzen, die das CERN gegenüber seinen Kritikern so erfolgreich zur Anwendung bringt. Schliesslich hat das Plaga-paper den unwiderstehlichen Charme, sich, anders als die Phantasien von Walter L. Wagner oder Otto E. Rössler, gegenüber der astrophysikalischen Rückversicherung immunisieren zu wollen.

Ja, Plaga fordert mittels seines 'Szenario' die Argumente des Giddings/Mangano-papers geradezu heraus. Seine These besagt bekanntlich, dass ein MBH bestimmter Masse, das sich über Hawking-Strahlung selbst stabilisiert und sozusagen um sein Eddington-Limit oszilliert, die Erde mit einer permanten thermischen Wirkung schädigt. Ein äquivalent aus der Kosmischen Strahlung produziertes 'Szenario-3-MBH' wäre jedoch in einem Weissen Zwerg oder Neutronenstern völlig unauffällig. Das, so Plaga bricht das astrophysikalische Unbedenklichkeitsargument des CERN, nachdem desaströse Auswirkungen der LHC-Experimente durch die Natur seit Jahrmilliarden widerlegt sind:
Rainer Plaga schrieb:
Disturbingly the effects of such a mBH on a white dwarf or neutron star would be negligible. Assuming the same mBH parameters as above and the theory of section 7 in G & M, the luminosity of the mBH accreting at the centre of a white dwarf is predicted to be 5.9 × 10^19 W or a fraction of 1.5 × 10^−7 of the solar luminosity. This is about 10^4 times smaller than the cooling rate of white dwarfs in G & M’s sample [18,22] and thus cannot be detected [7]. The accretion time of a white dwarf would exceed their present age by a large factor of > 10^10. Therefore no conclusions about mBHs can be drawn from the observed existence of such objects. [...] Completely independent of the doubt raised in section 5, the argument of G & M fails to exclude the existence of mBHs that are dangerous because of their intense Hawking radiation.
Plaga konzentriert sich interessanterweise auf die Energieumsetzung eines MBH in einem Weissen Zwerg, und mit dieser Beschränkung sieht sein Argument zunächst verführerisch aus - für den 'LHC-Widerstand'! Schliesslich haben Giddings/Mangano in der Abschätzung darüber, ob das Eddington-Limit eine Beschränkung der Materieakkretion auf MBHs durch Rückstrahlungsdruck ausüben könnte, in ihrem paper festgestellt, dass sich Energieentfaltungen (in ihrer Diktion auf Basis physikalisch echter Eddington-Leuchtkraft MBHs) durch die Auswirkungen auf die 'cooling rate' von Weissen Zwergen bemerkbar machen müssten. Da das nicht mit den empirischen Daten übereinstimmt, haben Giddings/Mangano gerade solcherart Energieentfaltungen für die 'Even if'-MBH ausgeschlossen.

Wer irrt?

Nun weiss auch Plaga, dass gemäss den Abschätzungen des CERN in Weissen Zwergen nicht nur ein fresswütiges MBH wütet, sondern selbst bei konservativster Betrachtung sich dort bis zu 5000 dieser Gesellen in 10 Myr einnisten würden. Dumm ist jetzt auch, dass der Abkühlungsprozess der nicht mehr fusionsfähigen WD recht gut bekannt ist. Nach dem letzten Helium-Blitz schwächt sich die Leuchtkraft des nun frei gelegten inneren Kerns mit der Beziehung L_WD ∝ t^−1.14 ab, was der bei Giddings/Mangano (p. 65) erwähnten Raten von 10^-1 bis 10^-3 L_sol entspricht. Damit die immer zahlreicheren 'metastabilen' MBHs die Rechnung von Plaga nicht kaputt machen, laviert der gute Mann jetzt rum:
Rainer Plaga schrieb:
[7] G & M find that many mBHs are produced in white dwarfs in the course of time. However, these mBHs will also tend to merge over time, so that the total number of black holes in a given white dwarf might remain small. This question needs further study.
Aha! Erstens wird das weiteren, ich sag mal, 'Überlegungen' übertragen, aber zweitens ist immerhin eine Voraussage da: die zusätzlichen MBH sind keine Bedrohung für das Plaga-Szenario, da sie ja 'verschmelzen' könnten.

So what?

Jedes weitere stabile (sic!) MBH müsste nach Plaga eine Leuchkraft von 5.9 × 10^19 W innerhalb des Weissen Zwergs entfalten. Der zunächst verführerisch grosse Abstand von vier Grössenklassen zur Abkühlungsrate wäre damit schnell aufgefressen. Dumm sowas! Was ist zu tun? Die Dinger verschmelzen, und schon sieht's wieder so aus, als wär nur eins am Strahlen. Uff, Hypothese gerettet!

Aber stopp! Wie funktioniert das eigentlich? Richtig, wir haben ja gelernt, je massenreicher so ein BH ist, desto geringer die Hawking-Strahlung. Also, durch das Plaga-Fondue verliert der jüngste Theoretiker des 'LHC-Widerstands' endgültig seinen Käse im Rechaud des Weissen Zwergs. Vorbei ist es mit dem unauffälligen T(h)erminator. Auf einmal zeigt der Fressfeind wieder sein hässliches Gesicht.

Und die Ritter der traurigen Gestalt, die gerade mal wieder gegen die Wissenschaftler wüteten, anstatt ihr Hirn einzuschalten, müssen den nächsten apokalyptischen Reiter von der Reservebank zum Warmlaufen schicken.

Grüsse galileo2609
 
Zuletzt bearbeitet:

jora52

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Hallo galileo2609,

was meinst Du mit "nicht mehr fusionsfähigen WD" ? Mir sind noch nicht alle abkürzungen hier geläufig.

Grüße - Jora52
 

galileo2609

Registriertes Mitglied
Hallo Jora,

Weisse Zwerge sind Sternleichen. Da gibt es keine Kernfusion mehr. Die strahlen nur noch den Rest an verbliebener thermischer Energie ab, danach sind sie als Schwarze Zwerge optisch verschwunden. Die Abkühlung geschieht am Anfang über viele Millionen Jahre recht zügig, um dann abzuflachen.

Grüsse galileo2609
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Hallo nomad und galileo
Besten Dank für Eure Beiträge!
Als Laie bin ich auf sowas angewiesen, wenn ich in solch komplexen physikalischen Themen selbständig weiter denken möchte.

Auf arXiv ist offenbar auch weiterhin kein Verlass. Zwar ging ich davon aus, dass es dort seit der Einführung eines Peer-Review-Verfahrens mit der Qualität der Beiträge gebessert habe; aber offenbar ist dem nicht so.

Gruss Orbit
 
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