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Schwarze Löcher - Bereiten die Physiker mit großen Beschleunigern den Doomsday vor? Amand Fäßler, Tübingen RC Winterthur 14. Juli 2010.

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1 Schwarze Löcher - Bereiten die Physiker mit großen Beschleunigern den Doomsday vor? Amand Fäßler, Tübingen RC Winterthur 14. Juli 2010

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3 Fäßler, Tübingen

4 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

5 Amand Fassler, Tübingen Höchste Geschwindigkeit = Lichtgeschwindigkeit = c Bewegungsenergie des Lichtes kleiner als Gravitationsanziehung von M Schwarzes Loch

6 Schwarzes Loch Licht und andere Teilchen können nicht entkommen. Die anziehende Schwerkraft ist größer als die maximal mögliche Bewegungsenergie für alles, Licht oder Teilchen.

7 Amand Fassler, Tübingen Erde Schwarzes Loch: Durchmesser kleiner als 2 Zentimeter Sonne Schwarzes Loch: Durchmesser kleiner als 6 Kilometer

8 Amand Fassler, Tübingen Gibt es solche Schwarzen Löcher? Im Zentrum der Milchstraße ein Schwarzes Loch von 3,6 Millionen Sonnenmassen

9 Schwarzes Loch im Zentrum unserer Milchstraße von 3,6 Millionen Sonnenmassen

10 Schwarzes Loch im Zentrum unserer Milchstraße Bewegung von Sternen um ein Schwarzes Loch mit Sonnenmassen im Zentrum der Milchstraße. ( genzel.avi)genzel.avi

11 Bahn von Sternen 1992 – 2006 innerhalb von 10 Lichttagen um das Zentrum der Milchstraße (Sagitarius A*, Daten von Genzel). Das Zentrum der Milchstraße ist Lichtjahre von der Sonne entfernt. Sichtbares Licht wird an Staub absorbiert. Wir können bis zum Zentrum mit infrarotem Licht sehen.

12 Amand Fassler, Tübingen

13 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*10 12 [eV]. Größter Beschleuniger der Welt 7 TeV Protonen

14 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*10 12 [eV]. Größter Beschleuniger der Welt 2008/ TeV Protonen 14 Billionen Elektronen- volt = 14 TeV erst 2013.

15 Amand Fassler, Tübingen Beschleuniger-Verbund am CERN in Genf. 25 GeV 450 GeV (LHC 2008) 10 TeV(LHC 2010) 14 TeV Im Ring: 1700 Biegemagnete und 1700 Fokussierungsmagnete mit Einschuß über Magnete

16 Amand Fassler, Tübingen Teil der 27 km langen Strahlführung und Beschleunigungsstrecke des Large Hadron Colliders.

17 Fäßler, Tübingen

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19 Unfall am 19. September 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 2009 Strahl Spätherbst 2009 Frühjahr 2010: Energie 3,5 + 3,5 TeV = 7 Billionen eV 2013: TeV = 14 Billionen eV

20 Amand Fassler, Tübingen Computer-Simulation des Proton- Proton-Stoßes am LHC.

21 Fäßler, Tübingen ATLAS-Detektor 3000 Wissenschaftler

22 Amand Fassler, Tübingen Kollisionspunkt mit Detektor im Aufbau

23 Amand Fassler, Tübingen Aufbau des ATLAS-Detectors

24 Fäßler, Tübingen Aufbau des CMS-Detektors am Large Hadron Collider

25 Amand Fassler, Tübingen Warum so hohe Energien? Wir können die Naturgesetze näher am Urknall testen Sekunden nach Urknall und Grad Celsius. Neue Physik ?

26 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?

27 Amand Fassler, Tübingen Bedingung für Schwarzes Loch: M = 14 TeV = 2,5* [kg] Schwarzschild-Radius R = 3,7* [Meter]. Heisenbergsche Unschärfe-Relation: Energie > 5*10 32 [TeV]

28 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.

29 Amand Fassler, Tübingen Kosmische Strahlen bombardieren laufend die Erde mit Energien bis [eV] (Victor Hess 1913; Univ. Graz; Nobelpreis 1936). Energien sind bis zu 100 Millionen mal größer als die LHC Energie von 14*10 12 [eV]

30 Amand Fassler, Tübingen Schwarze Löcher von Kosmische Strahlung werden mit großer Geschwindigkeit erzeugt und fliegen durch die Erde. LHC erzeugt Schwarze Löcher in Ruhe !

31 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.

32 Amand Fassler, Tübingen Warum gibt es dennoch die Erde und Neutronensterne?

33 Mini- Schwarze -Löcher zerfallen duch (Stephen) Hawking- Strahlung Abstand Energie Schwarzschild-Radius e-e- e+e+ Schwarzes Loch 14 TeV

34 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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