Disasterszenarien in Teilchenbeschleunigern

M

Michael

Gast
Hallo zusammen!

Das Thema hatten wir hier zugegenermaßen schon mal. Aber um meine damit verbundene Besorgnis loszuwerden, die mich echt fix und fertig gemacht hat, habe ich mir mal den Bericht durchgelesen, den man hier lesen kann:

http://www.bnl.gov/rhic/disaster.htm

Dem Bericht zufolge kann eine mögliche Bedrohung von einem Teilchenbeschleuniger wie der Relativistic Heavy Ion Colider am Brookhaven National Laboratory durch auf empirischem Wissen und theoretischen Argumenten beruhende Überlegungen nachdrücklich ausgeschlossen werden.
Es freut mich natürlich, das zu lesen. - Allerdings kann ich mich als wissenschaftlicher Laie beim Lesen des Berichts allein an dessen Ergebnis erfreuen. Ein paar Fragen hätte ich noch:
Der Bericht bezieht sich hauptsächlich auf den RHIC-Teilchenbeschleuniger; die Überlegungen dürften aber doch auch auf alle anderen Teilchenbeschleuniger zutreffen, oder?
Außerdem ist der Bericht von 1999; man kann doch erwarten, dass die darin enthaltenen Überlegungen nicht mittlerweile längst wieder überholt sind, oder?

Ein paar Bemerkungen in dem Bericht haben mich ebenfalls aufmerksam gemacht, obgleich sie mir nicht vollkommen neu waren. Da steht:

"Although certainly nothing in our existing knowledge of the laws of Nature demands it, several physicits have speculated on the possibility that our contemporary 'vacuum' is only metastable, and that sufficiently violent disturbance might trigger its decay into something quite different. A transition of this kind would propagate outward from its source throughout the universe at the speed of light, and would be catastrophic."

...und kurz darauf:

"Cosmic rays have been colliding throughout the history of the universe, and if such a transition were possible it would have been triggered long ago."

An sich klingt das für mich einleuchend. Kann man sich darauf verlassen?

Ich freue mich auf eure Antworten!

Mit freundlichem Gruß,
Michael
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Na ja, der Zusammenbruch des Vakuums würde so schnell erfolgen - weit schneller als unsere Reaktionszeit, dass wir das gar nicht mitbekommen würden.

Aber was gibt Dir die Gewissheit, dass wenn Du einen Schluck Wasser trinkst, nicht auch quantenmechanisch ein bislang unbekanntes Phänomen auftreten könnte, das den spontanen Zusammenbruch der Materie zur Folge haben könnte ?

Freundliche Grüsse, Ralf
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Michael,

es liegt wohl in der Natur des Menschen, sich phantastische Katastrophen auszumalen. Daran werden wir nichts ändern.

Alles was wir auf technischem Wege in unseren Beschleunigern erzeugen können, liegt viele Größenordnungen unter dem, was in der Natur vorkommt. Die Jet’s von Neutronensternen und schwarzen Löchern beschleunigen derart viele Teilchen auf ein Energieniveau, gegen dass alles, was wir können, buchstäblich nichts ist. Diese Teilchen treffen in ungeheuer großer Menge seit Beginn des Universums auf Materie in Form von Gas, Staub, Asteroiden, Monden, Planeten und Sonnen und was da sonst noch existieren mag. Wenn eine Katastrophe dieses Ausmaßes passieren könnte, wäre das schon lange passiert, lange bevor es uns gab.

Die bloße Tatsache unserer Existenz ist die Garantie dafür, dass diese ganzen Katastrophenszenarien falsch sind.

Herzliche Grüße

MAC
 
M

Michael

Gast
Na ja, der Zusammenbruch des Vakuums würde so schnell erfolgen - weit schneller als unsere Reaktionszeit, dass wir das gar nicht mitbekommen würden.
Jut jut, alles klar... und das tröstet dich etwa? -.o
Aber was gibt Dir die Gewissheit, dass wenn Du einen Schluck Wasser trinkst, nicht auch quantenmechanisch ein bislang unbekanntes Phänomen auftreten könnte, das den spontanen Zusammenbruch der Materie zur Folge haben könnte?
Ich hoffe, du bist nicht beleidigt wenn ich zu dieser Frage einfach mal gar nichts sage und stirnrunzelnd ihre Ernstgemeintheit in Frage stelle?


es liegt wohl in der Natur des Menschen, sich phantastische Katastrophen auszumalen. Daran werden wir nichts ändern.
Angesichts all dessen, was man im Internet so alles finden kann, bin ich bereit, dir diesbezüglich Recht zu geben.
Fiese Polemik, regelrechte Katastrophengeilheit und - wenn auch nicht ganz so schlimm - Beiträge wie der obige von Ralf (Entschuldige, ist wirklich nicht persönlich gemeint) sind im Internet ja keine Seltenheit. Und das ist ja mein Problem, da man als Laie wie ich man nur leider nicht weiß, was genau man nun glauben soll und was nicht.
Alles was wir auf technischem Wege in unseren Beschleunigern erzeugen können, liegt viele Größenordnungen unter dem, was in der Natur vorkommt. Die Jet’s von Neutronensternen und schwarzen Löchern beschleunigen derart viele Teilchen auf ein Energieniveau, gegen dass alles, was wir können, buchstäblich nichts ist. Diese Teilchen treffen in ungeheuer großer Menge seit Beginn des Universums auf Materie in Form von Gas, Staub, Asteroiden, Monden, Planeten und Sonnen und was da sonst noch existieren mag. Wenn eine Katastrophe dieses Ausmaßes passieren könnte, wäre das schon lange passiert, lange bevor es uns gab.

Die bloße Tatsache unserer Existenz ist die Garantie dafür, dass diese ganzen Katastrophenszenarien falsch sind.
Das ist auch oft zu lesen und entspricht etwa

"Cosmic rays have been colliding throughout the history of the universe, and if such a transition were possible it would have been triggered long ago."

;o)
 

Bynaus

Registriertes Mitglied
"Cosmic rays have been colliding throughout the history of the universe, and if such a transition were possible it would have been triggered long ago."

Und es ist auch die beste Antwort, die man auf das Teilchenbeschleuniger-Katastrophenszenario geben kann. Wir machen nichts neues: wir machen nur etwas, was die Natur seit Jahrmilliarden in grösserem Umfang und mit sehr viel mehr Energie auch macht. Es gibt deshalb keinen Grund zur Sorge.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Ich hoffe, du bist nicht beleidigt wenn ich zu dieser Frage einfach mal gar nichts sage und stirnrunzelnd ihre Ernstgemeintheit in Frage stelle?

Hallo Michael,

sie ist vergleichbar ernst gemeint wie Deine Frage. Du versuchst unbekannte physikalische Phänomene zu strapazieren und erzeugst daraus ein Katastrophen-Szenario. Du kannst Dich dabei sogar auf die Mathematik berufen, denn die Wahrscheinlichkeit eines solchen Katastrophen-Szenarios ist aufgrund der nicht exakten Übereinstimmung der derzeitigen physikalischen Modelle (ganz besonders im Hochenergie-Bereich, wo einfach die Kenntnisse fehlen) tatsächlich echt grösser als 0. Sie ist sicherlich aufgrund der bisherigen Erfahrungen - seit über 13 Milliarden Jahren hat das Universum noch nicht den "spontanen Vakuumzerfall-Tod" erlitten - wohl als "klein" einzustufen, aber quantifizier mal dieses "klein".

Nun zurück zum Wassertrinken. Einverstanden, hier liegen weniger hohe Energien vor als in einem Teilchenbeschleuniger. Ich gebe es zu - ich habe es nicht nachgerechnet (Du vermutlich auch nicht): Wie ist das Verhältnis der Energien sowie der Energiedichten zwischen z.B. den Gamma-Ray-Bursts und einem Teilchenbeschleuniger-Experiment einerseits und einem Teilchenbeschleuniger-Experiment und meinem Wassertrinken-Beispiel ?

Und ganz unabhängig davon: Sobald Quanteneffekte ins Spiel kommen, besteht die Möglichkeit, dass irgendwelche Nenner kurzfristig sehr nahe an Null gelangen und dann marschiert der Quotient rasch mal gegen unendlich, wenn nicht zeitgleich der Zähler auch gegen 0 geht !

Was ich sagen will: Wenn Du Deinem Teilchenbeschleuniger-Argument nicht von vornherein seine Berechtigung absprechen möchtest - und das kann ich verstehen - dann solltest Du vorgängig wenigstens etwas rechnen, ehe Du meinem Wassertrinken-Beispiel die Berechtigung absprichst, und zwar ganz unabhängig davon, dass ich persönlich auch nicht glaube, dass man beim Wassertrinken ein kosmologisches Risiko eingeht, welches von Signifikanz wäre.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Michael,

Du schreibst:
Michael schrieb:
Aber um meine damit verbundene Besorgnis loszuwerden, die mich echt fix und fertig gemacht hat, ...
Ich will Deine Besorgnis nicht abtun, oder übergehen, auch wenn sie für mich nicht rational ist, kann ich durchaus nachvollziehen, was in Dir vorgeht.

Vielleicht kann der folgende Vergleich dazu beitragen, Dir mehr Sicherheit bei der Beurteilung der gelesenen Desaster-Artikel zu geben.

In http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmische_Strahlung wird die bisher gemessene maximale Energie eines Teilchens der kosmischen Strahlung mit 1E20 Elektronenvolt angegeben.
In http://de.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider#Aufbau wird die maximal erreichbare Energie mit 1146 TeraElektronenvolt angegeben, das sind 1,146E15 eV, also rund 1/10000 der maximal gemessenen Energie eines Teilchens der kosmischen Strahlung.

Der LHD (Large Hadron Collider) ist der größte bisher gebaute Beschleuniger, der 2008 in Betrieb gehen soll.

Diese hoch energetischen Teilchen und alle Energiestufen darunter, treffen ständig auch auf die Erde (Das Magnetfeld der Erde ist extrem viel zu schwach, um sie abzuschirmen), auf den Mond, die Sonne und es entsteht weder ein schwarzes Loch, noch irgend etwas schreckliches mit dem Vakuum. Das zentrale schwarze Loch im Kern einer (jeden?) Galaxis schleudert eine ungeheuer große Menge von ihnen in den intergalaktischen Leeraum (etwa noch mal die gleiche Masse, wie Sterne in seiner Galaxis sind) Die Jets die diese Materie gebündelt wegschleudern, müssen aber, bevor sie den intergalaktischen Leerraum erreichen, durch das Kerngebiet einer Galaxis hindurch, dabei treffen sie immer wieder auch auf Sonnensysteme (denen das strahlungstechnisch nicht gut bekommt), die aber davon weder zu schwarzen Löchern werden, noch sonst was schlimmes mit dem Universum anrichten.

Es gibt daher keinen objektiven Grund für eine Befürchtung in dieser Richtung.

Herzliche Grüße

MAC
 
M

Michael

Gast
Hallo Michael,
Was ich sagen will: Wenn Du Deinem Teilchenbeschleuniger-Argument nicht von vornherein seine Berechtigung absprechen möchtest - und das kann ich verstehen - dann solltest Du vorgängig wenigstens etwas rechnen, ehe Du meinem Wassertrinken-Beispiel die Berechtigung absprichst, und zwar ganz unabhängig davon, dass ich persönlich auch nicht glaube, dass man beim Wassertrinken ein kosmologisches Risiko eingeht, welches von Signifikanz wäre.
Ok.
Deine Wassertrinken-Frage klang eben echt ziemlich banal; so gesehen aber gebe ich dir aber Recht. ;o)

Gut.. klingt so, als sei alles gesagt. Oder gibts noch was?
Damit ist das Thema ja schneller vom Tisch, als ich dachte. :)

Danke für eure Beiträge!

Mit freundlichem Gruß,
Michael
 

ins#1

Registriertes Mitglied
@Michael: kannst beruhigt sein. Die 3 da oben wissen von was sie reden. Und überholt ist an der Sache mit der kosmischen Strahlung auch nix - eher im Gegenteil. Vor dem Zünden der ersten Nuklearwaffen gab es auch Leute die Panik machen wollten, indem sie behaupteten, dass die ganze Erdatmosphäre verdampfen könnte oder sowas [...].
Das schlimmste, völlig fiktive, was ich mir vorstellen könnte wäre eine Resonanz-Kaskade, die Dimensionsportale nach Xen öffnen würde. Aber für den Fall hol ich mir vorsorglich mein Stemmeisen aus dem Keller, wenn der LHC anfängt, seine Experimente durchzuführen :D:D:D
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Die 3 da oben wissen von was sie reden.

Einspruch - in meinem Fall bin ich mir da keineswegs immer so sicher :eek:

Und die bei der Titanic und bei der Challenger und Columbia haben auch gewusst, was sie tun und ich bin in diesen Fällen auch überzeugt, dass keiner der Verantwortlichen einen solchen Unfall gewollt hat, auch wenn er zu fahrlässig unter Kosten- und/oder Prestigedruck arbeiten musste !


Freundliche Grüsse, Ralf
 
M

Michael

Gast
Hallo zusammen!

Ich bins mal wieder.

Ich war letzt auf einer Berufsmesse, und als ich am Physikstand vorbeilief, konnte ich es mir wie ich nunmal leider bin nicht verkneifen, den dort für sein Fach werbenden Physikstudenten nach seiner Meinung zur Sicherheitsproblematik von physikalischen Experimenten zu befragen.
Ich weiß nicht, ob er ein Meister seines Faches ist, jedenfalls ich selbst bin keiner. Ich habe Physik nach der zehnten Klasse abgegeben.

Nun ja, auf eine irgendwie flapsige Weise erzählte er mir, dass er da unbesorgt sei und dass, wenn was passieren sollte, es halt schade sei, aber na ja, er mache sich da keine Gedanken drum.
Und dann erzählte er Folgendes:
Dass er letzt auf einer Vorlesung gewesen sei, auf der Professoren von ihrer Absicht erzählt hätten, ein etwa stecknadelgroßes Schwarzes Loch im Labor zu produzieren, und dass dies aufgrund dieser und jener Berechnungen ungefährlich sei, worauf ein Student gefragt haben soll, weshalb sie sich denn so sicher seien, dass sie sich in ihren Berechnungen nicht verrechnet haben, worauf angeblich die Professoren ihm nur erwidert hätten:
„Nein, haben wir nicht, aber falls doch: na ja, ham wer eben Pech gehabt.“ – und alle im Saal hätten gelacht.
Haha.

Vielleicht erzählte er ja großen Quatsch, oder hatte bloß falsch zugehört, oder ich ihm.
Ich weiß es nicht.
Jedenfalls hat dieses Gespräch eher Salz in meine Wunde gestreut, dabei hatte ich mir Klarheit erhofft.

Ich hatte hier letztes mal des Eindruck, ich sei überzeugt, jedoch glaube ich, dass ich mich zu leicht habe abspeisen lassen. Und das möchte ich nicht.
Ich muss sterben, ist klar. Aber der Gedanke, dass ich (und nicht nur ich) vielleicht eines Tages sterben werde, weil irgendwelchen Physikern irgendein Experiment missglückt ist, stört mich dermaßen, dass ich nicht länger mit ihm leben möchte.
Mein Problem ist, dass ich von Physik wirklich fast gar nichts weiß, und mir andauernd die wildesten Fantasien ausmahle, was in den und den Experimenten wo auch immer alles schieflaufen könnte, wenn das und das - und so weiter.

Ich traue den Physikern schon zu, dass sie sich um Sicherheit bei ihren Experimenten reichlich Gedanken machen, und irgendwie kann ich mir nicht vorstellen, dass es unter ihnen welche gibt, die Experimente riskieren, bei denen: nun ja, ihr wisst schon ;o). Aber dann irgendwie doch. Wenn also meine Besorgnis nur eine Folge von Desinformation ist, dann wäre ich froh, wenn ihr mich bitte informieren könntet.

Gruß,

Michael

@Mac:
Du erwähntest, meine Besorgnis sei für dich nicht rational.
Was soll ich tun? Zum Psychologen gehen? (die Frage klingt scherzhaft, ist aber gar nicht so unernst gemeint ;o)
 

jonas

Registriertes Mitglied
Die Besorgnis des Untergangs durch das "letzte Experiment" ist nicht unbegründet. Man muss aber bei aller Unsicherheit darauf bauen, dass die Experimentatoren doch bei aller Begeisterung für das Untersuchungsobjekt ein gerütteltes Maß an Verantwortungsbewusstsein haben.

Wenn ein Prof bei einer Vorlesung auf die Frage "Was, wenn?" antwortet: "Dann haben wir eben Pech gehabt", so ist das nicht Gleichgürltigkeit, sondern halt nur eine Abkürzung der Diskussion, denn im Rahmen einer Vorlesung kann man nicht wirklich darauf eingehen, was man sich zum Thema Sicherheit alles überlegt hat. Sowas würde schlicht den Rahmen der Veranstaltung brechen.

Im Übrigen: Ein künstliches Schwarzes Loch von der Grösse eines Stecknadelkopfs wäre schon ein verflucht grosses Teil, wenn man bedenkt, dass die Masse der Erde erst dann zu einem SL würde, wenn man sie auf rund 9 Millimeter zusammendrückte.

Das Argument bezüglich Beschleunigerexperimente, das für das "general public" wohl am ehesten eingängig ist, ist dieses: Im Weltraum gibt es natürliche Beschleuniger, die zigmillionenfach stärker sind als alles, was man auf der Erde errichten könnte. Und dort passiert auch nichts dramatisches, was das Ende des Universums bedeuten würde.
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Übrigens noch zum Physikstudenten: Der hat so daher geredet.
Ein stecknadelgrosses SL hätte eine Masse von etwa 1/10 Erdmasse, also 6E23kg. Ein solches SL wäre tatsächlich eine Gefahr. Ein Labortechniker, der ein Meter neben diesem künstlichen SL stünde, würde eine 4 billionenfache Gewichtskraft verspüren! :)
Wie soll aber im Labor ein solches SL erzeugt werden?
Also: Vergiss es.
Orbit
 

JGC

Registriertes Mitglied
Hi Leuts..

Mal einfach eine Zwischenfrage..

Angenommen, ich würde mich mit Überlichtgeschwindigkeit von der Erde entfernen...

Würde ich dann nicht auch so was wie einen "Ereeignishorizont" statt der Erde sehen?


JGC
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Michael,

Dass er letzt auf einer Vorlesung gewesen sei, auf der Professoren von ihrer Absicht erzählt hätten, ein etwa stecknadelgroßes Schwarzes Loch im Labor zu produzieren, ...
wenn man unsere Erde auf eine Kugel von etwa 9 mm Radius zusammenpressen könnte, dann würde sich ein sogenannter Schwarzschildradius bilden und damit aus der Erde ein schwarzes Loch werden. Du würdest also etwas rund Mondgroßes brauchen, es auf etwa 1 - 2 mm Durchmesser zusammenpressen müssen, um ein schwarzes Loch in der Größe eines Stecknadelkopfes zu produzieren. Vielleicht hilft Dir dieser Vergleich, um den Wahrheitsgehalt der 'Professoren-Erzählung' besser einordnen zu können?


Du erwähntest, meine Besorgnis sei für dich nicht rational.
Was soll ich tun? Zum Psychologen gehen? (die Frage klingt scherzhaft, ist aber gar nicht so unernst gemeint ;o)
Michael, wenn ich so etwas schreibe, bedeutet das nicht, daß ich Deine Ängste nicht ernst nehme und Dich für dumm halte. Du hast keine Ahnung worum es bei dieser Sache tatsächlich geht, das ist etwas völlig anderes, als dumm zu sein. Menschen die keine Angst haben, sind dumm.

Ich kann nicht beurteilen, ob mit dem LHD-Beschleuniger die Möglichkeit besteht ein schwarzes Loch zu produzieren. Das mag so sein. Nur, das was dieser Beschleuniger auf die Beine stellen kann, wird von den Möglichkeiten die der Natur zur Verfügung stehen, mehr als nur in den Schatten gestellt. Der natürlichen komischen Strahlung ist das, was der LHD kann, mit Leichtigkeit möglich. Wir leben trotzdem noch. Wenn es dieser zum Teil weitaus energiereicheren Strahlung in gut 4 Milliarden Jahren nicht gelungen ist, etwas zu produzieren, das der Materie im Universum und sei es auch nur unserer Erde den Garaus zu bereiten, dann kannst Du sicher sein, der LHD ist da völlig chancenlos.


Ich denke mal, das der Student mit dem Du da gesprochen hast, Deiner Angst ziemlich hilflos gegenüberstand. In dem Alter kommt man dann schon mal auf solch ‚lustige‘ Ideen. Vielleicht hatte er selbst auch angst, weil er aus sich heraus (noch?) nicht in der Lage war die Plausibilität einer solchen Vorstellung zu überprüfen. Dann ist diese Art der Antwort eine beliebte Methode, man nennt sie auch Seemannsgarn. ;)

Herzliche Grüße

MAC
 

Orbit

Registriertes Mitglied
JGC
Auch wieder mal im Land?!
Falls Du Dich mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen könntest, gäbe es eben auch keinen Ereignishorizont mehr.
Ich denke die Frage in Deinem Gedankenexperiment geht eher in Richtung:
"Angenommen, ich würde mich mit Überlichtgeschwindigkeit von der Erde entfernen...Wie gross war dann meine Dosis?"
 

Orbit

Registriertes Mitglied
mac
Ein SL mit der Mondmasse wäre kleiner als ein Stecknadelkopf. Es hätte nur noch etwa einen Durchmesser von 0,2 mm.
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Orbit,

Ein SL mit der Mondmasse wäre kleiner als ein Stecknadelkopf. Es hätte nur noch etwa einen Durchmesser von 0,2 mm.
Ja, und bei Ganymed wären es 0,4 mm. Es gab halt keinen passenden Mond um auf 1 - 2 mm zu kommen. War für das Beispiel auch nicht so wichtig, deshalb hab' ich den Taschenrechner gar nicht erst eingeschaltet.

Herzliche Grüße

MAC
 

JGC

Registriertes Mitglied
JGC
Auch wieder mal im Land?!
Falls Du Dich mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen könntest, gäbe es eben auch keinen Ereignishorizont mehr.
Ich denke die Frage in Deinem Gedankenexperiment geht eher in Richtung:
"Angenommen, ich würde mich mit Überlichtgeschwindigkeit von der Erde entfernen...Wie gross war dann meine Dosis?"

Natürlich!!

Ich schau öfters mal rein..

Was denkst du, was das kinetische (Dosis)Potential wohl darstellen könnte..?

Meine Eigengeschwindigkeit meiner Selbst-Bewegung, oder die meiner Daten-Wahrnehmung? Wohl eher beides(Aufnahme und Wiedergabe-Verarbeitungsgeschwindigkeit) :D

Und das was du "meinst", hat natürlich ebenso eklatanten Einfluss auf die Input-Output Verhältnisse zueinander, welche unsere Aufnahme-Wiedergabe Einrichtung in unserer Wahrnehmungverarbeitung im Gehirn steuert..

Doch glaubst du wirklich, das eine physikalische, wirklich erlebbare Geschwindigkeit keinen Einfluss auf deine Wahrnehmung und dein Denkvermögen hat?

Ist das wirklich so ein grosser Unterschied?

Du kennst den Effekt, wenn du auf der Autobahn stundenlang mit 180 Sachen rast und dann plötzlich 50 fahren sollst...


JGC
 
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