Amand Fäßler, Tübingen RC Winterthur 14. Juli 2010

Präsentation zum Thema: "Amand Fäßler, Tübingen RC Winterthur 14. Juli 2010"—  Präsentation transkript:

1 Amand Fäßler, Tübingen RC Winterthur 14. Juli 2010
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 v = Fluchtgeschwindigkeit aus Erdanziehung = 11,2 km/sec
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

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

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

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

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)

11 Bahn von Sternen – 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 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 7 TeV Protonen Amand Fassler, Tübingen

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*1012 [eV]. Größter Beschleuniger der Welt 2008/2010 7 TeV Protonen 14 Billionen Elektronen-volt = 14 TeV erst 2013. Amand Fassler, Tübingen

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

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

17 Fäßler, Tübingen

18 Fäßler, Tübingen

19 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 2009 Strahl Spätherbst 2009 Frühjahr 2010: Energie 3,5 + 3,5 TeV = 7 Billionen eV 2013: TeV = 14 Billionen eV Fäßler, Tübingen

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

21 ATLAS-Detektor 3000 Wissenschaftler Fäßler, Tübingen

22 Amand Fassler, Tübingen
Kollisionspunkt mit Detektor im Aufbau Amand Fassler, Tübingen

23 Amand Fassler, Tübingen
Aufbau des ATLAS-Detectors Amand Fassler, Tübingen

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

25 Amand Fassler, Tübingen
Warum so hohe Energien? Wir können die Naturgesetze näher am Urknall testen. Sekunden nach Urknall und 1015 Grad Celsius. Neue Physik ? Amand Fassler, Tübingen

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? Amand Fassler, Tübingen

27 Schwarzschild-Radius R = 3,7*10-50 [Meter].
Bedingung für Schwarzes Loch: M = 14 TeV = 2,5* [kg] Schwarzschild-Radius R = 3,7*10-50 [Meter]. Heisenbergsche Unschärfe-Relation: Energie > 5*1032 [TeV] Amand Fassler, Tübingen

28 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

29 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

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

31 Die Erde dürfte nicht mehr existieren.
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

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

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

34 Mini-Schwarze Löcher zerfallen extrem schnell durch Hawking-Strahlung, bevor sie das nächste Teilchen treffen. ENDE Wir können beruhigt schlafen auch bei voller Energie des LHC im Jahr 2013! Amand Fassler, Tübingen