Schwarze Löcher im Labor?

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 bereits 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 % ablaufen, da nur die produzierten Gravitonen und Neutrinos nicht in nutzbare Energie überführt werden könnten. Das heißt, falls die Erzeugung von stabilen Relikten am LHC gelingt, könnte der gesamte Energieverbrauch der Erde (zirka 1021 Joule) mit nur zehn Tonnen willkürlichen Materials in diesen Konvertern erzeugt werden!

Lesen Sie mehr dazu in der neuen Ausgabe von „Forschung Frankfurt“. Kostenlos anfordern: presse@uni-frankfurt.de

Weitere Beiträge zum Themenschwerpunkt „Physik“:

– Prof. Dr. Walter Hofstetter: Eiskalte Atome. Quantenphysik nach dem absoluten Nullpunkt
– Porträt des früh erfolgreichen Nachwuchswissenschaftlers Dr. Till Jahnke
– Dr. Anne Hardy: Röntgenpionier im Schatten des Nationalsozialismus. Friedrich Dessauer und die Universität Frankfurt.
– Rezensionsteil mit aktuellen Buchtipps:
James Kakalios: Physik der Superhelden.
Silvia Arroyo Camejo: Skurrile Quantenwelt.
Lisa Randall: Verborgene Universen. Eine Reise in
den extradimensionalen Raum.
Peter Woit. Not Even Wrong: The Failure of
String Theory and the Continuing Challenge to
Unify the Laws of Physics.
Nähere Informationen zu Mini Schwarzen Löchern:
Prof. Dr. Marcus Bleicher, Institut für Theoretische Physik, Universität Frankfurt, Tel.: 069-798-47840,

E-Mail: bleicher@ th.physik.uni-frankfurt.de.

Prof. Dr. Horst Stöcker, Institut für Theoretische Physik, Universität Frankfurt, Tel.: 069-798-47833,

E-Mail: stoecker@ uni-frankfurt.de.