Κανένα ίχνος ακόμα από τις μίνι-μαύρες τρύπες

Ο ανιχνευτής CMS (Compact Muon Solenoid), ο οποίος διεξάγει ένα από τα τέσσερα μεγάλα πειράματα του υπόγειου επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ολοκλήρωσε την πρώτη φάση των ερευνών του για τον εντοπισμό μικροσκοπικών μαύρων τρυπών, που μπορεί να παραχθούν από τις υψηλής ενέργειας συγκρούσεις πρωτονίων, και το αποτέλεσμα ήταν…μηδέν.

Όπως αναφέρεται σε ανακοίνωση του CERN και στο New Scientist, οι φυσικοί που εργάζονται στο πείραμα CMS, δεν βρήκαν καθόλου στοιχεία για τη δημιουργία μίνι-μαύρων οπών. Η παραγωγή τους πλέον αποκλείστηκε για μάζες μέχρι 3,5 έως 4,5 TeV (δέκα εις τη δωδεκάτη ηλεκτρονιοβόλτ) και αυτός ο αποκλεισμός ισχύει για μια ποικιλία θεωρητικών μοντέλων.

Οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες (που μερικοί φοβούνται ότι μπορεί να…καταπιούν τη Γη) προβλέπονται σε ορισμένες θεωρίες φυσικών, που προσπαθούν να ενοποιήσουν τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν και την Κβαντομηχανική, προτείνοντας την ύπαρξη "διπλωμένων" πρόσθετων διαστάσεων, πέρα από τις τρεις γνωστές του χώρου και την τέταρτη του χρόνου.

Στις υψηλές ενέργειες που λειτουργεί ο επιταχυντής του CERN, αυτά τα θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν ότι τα σωματίδια μπορεί να συγκρούονται τόσο "στενά", ώστε να είναι ευαίσθητα σε αυτές τις υποθετικές έξτρα διαστάσεις. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα συγκρουόμενα σωματίδια μπορεί να αλληλεπιδρούν βαρυτικά με ισχύ ανάλογη των άλλων θεμελιωδών δυνάμεων (της ηλεκτρομαγνητικής, της ασθενούς πυρηνικής και της ισχυρής), με συνέπεια να είναι -θεωρητικά- δυνατό τα δύο σωματίδια να δημιουργήσουν μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα.

Αν κάτι τέτοιο συνέβαινε (και τα νέα δεδομένα δεν το έχουν αποδείξει, ακόμα τουλάχιστον), τότε μια τέτοια μίνι-μαύρη τρύπα θα εξαφανιζόταν αμέσως, παράγοντας μια διακριτή ροή υποατομικών σωματιδίων κανονικής ύλης. Ο υψηλής ακρίβειας ανιχνευτής CMS ψάχνει ακριβώς για "υπογραφές" τέτοιων σωματιδίων που θα δημιουργούνταν από μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα και έχει καταγράψει όλες τις συγκρούσεις πρωτονίων που έγιναν το 2010 με συνολική ισχύ 7 TeV (3,5 TeV για κάθε συγκρουόμενη ακτίνα πρωτονίων). Όμως, σύμφωνα με τη σχετική επιστημονική ανακοίνωση που θα δημοσιευτεί επίσημα στο περιοδικό φυσικής "Physics Letters B", ο CMS δεν έχει βρει κανένα ίχνος μαύρης τρύπας προς το παρόν.

Το πείραμα CMS θα συνεχίσει τις έρευνές του από τις αρχές του 2011, όταν ο επιταχυντής του CERN επαναλειτουργήσει μετά από μια σύντομη διακοπή για τεχνικούς λόγους. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν την πιθανότητα ύπαρξης παραπάνω διαστάσεων, καθώς οι μίνι-μαύρες τρύπες ίσως μπορούν να παραχθούν σε ακόμα υψηλότερες ενέργειες, στις οποίες θα λειτουργήσει ο επιταχυντής του CERN στο μέλλον. Σίγουρα όμως ο εντοπισμός των έξτρα διαστάσεων γίνεται πλέον πιο δύσκολος.