Schwarze Löcher - Bereiten die Physiker mit
großen Beschleunigern den Doomsday vor?
Amand Fäßler, TübingenRC Winterthur 14. Juli 2010
Fäßler, Tübingen
Amand Fassler, Tübingen
Wie schnell muss man einen Stein hoch werfen, dass er das
Schwerefeld der Erde verlässt?
Bewegungsenergie grösser als Anziehung !
v = Fluchtgeschwindigkeit aus Erdanziehung = 11,2 km/sec
v = Fluchtgeschwindigkeit von Sonnenoberfläche = 617 km/sec
Amand Fassler, Tübingen
Höchste Geschwindigkeit = Lichtgeschwindigkeit = c
Bewegungsenergie des Lichtes kleiner als Gravitationsanziehung
von M Schwarzes Loch
Amand Fassler, Tübingen
Erde Schwarzes Loch:
Durchmesser kleiner als 2 Zentimeter
Sonne Schwarzes Loch:Durchmesser kleiner als 6 Kilometer
Amand Fassler, Tübingen
Gibt es solche Schwarzen Löcher?
Im Zentrum der Milchstraße ein
Schwarzes Loch von 3,6 Millionen Sonnenmassen
Schwarzes Loch im Zentrum unserer Milchstraße von 3,6 Millionen
Sonnenmassen
Schwarzes Loch im Zentrum unserer Milchstraße
Bewegung von Sternen um ein Schwarzes Loch mit
3 600 000 Sonnenmassen im Zentrum der Milchstraße.
( genzel.avi)
Bahn von Sternen 1992 – 2006innerhalb von 10 Lichttagen um das Zentrum der
Milchstraße (Sagitarius A*, Daten von Genzel).
Das Zentrum der Milchstraße ist 25 000 Lichtjahre von der Sonne entfernt.Sichtbares Licht wird an Staub absorbiert. Wir können bis zum Zentrum mit infrarotem Licht sehen.
Amand Fassler, Tübingen
Der „Large Hadron Collider“ bei Genf ist ein Ringbeschleuniger von 27 km Länge
mit einer Kollisionsenergie von Proton auf Proton von 7+7 = 14 [TeV] = 14*1012 [eV].
Größter Beschleuniger der Welt 2008/2010
7 TeV Protonen 7 TeV Protonen
14 Billionen Elektronen-volt = 14 TeV erst 2013.
Fäßler, Tübingen
Fäßler, Tübingen
Fäßler, Tübingen
Unfall am 19. September 2008.Verbindung wird durch Strom aufgeheizt. Flüssiges Helium tritt explosionsartig aus.
53 Magnete beschädigt und ausgebaut (39 Dipole und 14 Quadrupole)Reparatur, Reinigung und Einbau bis Herbst 2009Strahl Spätherbst 2009Frühjahr 2010: Energie 3,5 + 3,5 TeV = 7 Billionen eV2013: 7 + 7 TeV = 14 Billionen eV
Amand Fassler, Tübingen
Computer-Simulation des Proton-Proton-Stoßes am LHC.
Fäßler, Tübingen
ATLAS-Detektor3000 Wissenschaftler
Fäßler, Tübingen
Aufbau des CMS-Detektors am „Large Hadron Collider“
Amand Fassler, Tübingen
Warum so hohe Energien? Wir können die Naturgesetze näher am Urknall testen.
10-32 Sekunden nach Urknall und 1015 Grad Celsius. Neue Physik ?
Amand Fassler, Tübingen
Wir wollen mit dem LHC die Physik jenseits des Standard-Modells untersuchen.
Können wir unseren Kopf durch die Kristallsphäre des Aristoteles strecken?
Amand Fassler, Tübingen
Bedingung für Schwarzes Loch:
M = 14 TeV = 2,5*10-23 [kg] Schwarzschild-Radius
R = 3,7*10-50 [Meter].
Heisenbergsche Unschärfe-Relation:Energie > 5*1032 [TeV]
Amand Fassler, Tübingen
Mit 14 TeV im Standard-Modell kein Schwarzes Loch
Dies ist jedoch möglich in der String-Theorie: Kernkraft = elektromagnetische Kraft =
Schwache Kraft (Betazerfalls) = Schwerkraft.
Amand Fassler, Tübingen
Kosmische Strahlen bombardieren laufend die Erde mit Energien bis 1021 [eV]
(Victor Hess 1913; Univ. Graz; Nobelpreis 1936).
Energien sind bis zu 100 Millionen mal größer als die LHC Energie von 14*1012 [eV]
Amand Fassler, Tübingen
Schwarze Löcher von Kosmische Strahlung werden mit großer Geschwindigkeit erzeugt und
fliegen durch die Erde.
LHC erzeugt Schwarze Löcher in Ruhe !
Amand Fassler, Tübingen
Schwarzen Löcher können auch geladen sein und werden in der Erde durch die elektrische
Wechselwirkung gestoppt.
Die Erde dürfte nicht mehr existieren.
Neutrale Schwarze Löcher werden in Neutronensternen gestoppt.
Es dürften keine Neutronensterne existieren.
Amand Fassler, Tübingen
Warum gibt es dennoch die Erde
und Neutronensterne?
Mini-Schwarze-Löcher zerfallen
duch (Stephen) Hawking-Strahlung
AbstandEnergie
Schwarzschild-Radius
e- e+
Schwarzes Loch 14 TeV
Amand Fassler, Tübingen
Mini-Schwarze Löcher zerfallen extrem schnell durch Hawking-Strahlung, bevor sie das nächste Teilchen treffen.
Wir können beruhigt schlafen auch bei voller Energie des
LHC im Jahr 2013!
ENDE
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