Marele accelerator de particule de la Geneva, LHC a repornit, dupa doi ani in care s-a lucrat intens pentru a-l imbunatati. Sperantele cercetatorilor sunt enorme! De la noi particule pe care inca nimeni nu le-a vazut, la urme ale Universurilor paralele, care s-ar putea manifesta prin aparitia de mini-gauri negre. O noua teorie a gravitatiei – Rainbow Gravity (gravitatia curcubeu) – prevede descoperirea acestor mini-gauri negre in urmatorii ani.

Situat la 100 metri sul pamant, intr-un tunel circular cu circumferinta de 27 km, este una dintre cele mai mari realizari ale omenirii: acceleratorul de particule Large Hadron Collider de la CERN (Geneva), unde fascicule de protoni accelerate la viteze apropiate de cea a luminii se ciocnesc “cap-in-cap” dand nastere la mii de particule in starea finala. Printre acestea in 2012 cercetatorii de la experimentele ATLAS si CMS au descoperit faimosul boson Higgs.

LHC in ultimii 2 ani a trecut printr-o perioada de imbunatatire – care ii va permite la sa ciocneasca protoni cu o energie aproape dubla fata de anul 2012.

Cercetatorii au mari sperante pentru anii urmatori de a descoperi particule si fenomene pe care la ora actuala ni le imaginam, insa nimeni nu a reusit sa le vada.

Este vorba de exemplu despre particulele supersimetrice – frati si surori ale particulelor pe care le cunoastem insa cu spin diferit (spinul este o proprietate cuantica a prticulelor asemanatoare cu o rotatie in jurul propriei axe) si masa mult mai mare. Acestea – daca vor fi descoperite – au toate sansele sa ne ajute sa deslusim inclusiv misterul materiei intunecate.

Un grup de cercetatori insa viseaza la procese mult mai exotice: descoperirea mini-gaurilor negre. Acestea, in mod normal, au o probabilitate extrem de redusa de a se forma la LHC – energia este prea mica pentru a le genera.

Totusi, daca exista extra-dimensiuni (deci dimensiuni in plus fata de cele 4, trei spatiale si una temporala, ale Universului nostrum) s-ar putea ca aceste mini-gauri negre sa se formeze!

O astfel de teorie care prevede descoperirea de gauri negre la LHC este asa-numita Rainbow Gravity (gravitatia curcubeu) – in cadrul careia particulele cu energii diverse se deplaseaza in spatiu-timp (intr-un camp gravitational) in mod diferit.

O consecinta a acestei teorii este faptul ca Universul nostru nu ar avea un moment de inceput – adica Big Bangul – Universul ar exista dintotdeauna.

In cadrul acestei teorii (ca si a altor teorii de acelasi gen) existenta extradimensiunilor in care gravitatia ar putea actiona ar duce la existenta Universurilor paralele. Acestea s-ar manifesta de exemplu la LHC prin faptul ca am reusi sa formam aceste mini-gauri negre si sa  le studiem.

In perioada anterioara LHC a reusit sa caute gaurile negre pana la o energie in jur de 5 TeV (TeV este o unitate de energie echivalenta cu masa a circa o mie de protoni) fara insa sa descopere urme ale existentei acestora. Ce fel de urme? Gaurile negre microscopice se evapora emitand asa-numita “radiatie a lui Hawking” in timpi extrem de redusi; deci ceea ce ne asteptam sa vedem este aceasta radiatie ca semnal al formarii gaurilor negre.

La LHC in perioada urmatoare se vor putea cauta gauri negre la energii de circa 2 ori mai mari.

Teoria sustine ca daca exista sase dimensiuni atunci ne putem astepta formarea de gauri negre la 9.5 TeV iar daca numarul dimensiunilor este 10 acestea se formeaza la circa 11.9 TeV.

Exista deci Universuri paralele?

In urmatorii ani vom avea probabil un raspuns la aceasta intrebare si la multe altele.

Daca nu vor fi descoperite urme ale  acestor gauri negre atunci exista trei posibilitati: aceste extradimensiuni intr-adevar nu exista; pot totui exista, insa sunt mai mici decat ne asteptam sau teoria Rainbow Gravity nu este corecta.

Ne asteapta deci o perioada extrem de interesanta, in care am putea descoperi nu doar misterul materiei intunecate, ci si chiar lumi paralele sau alte lucruri la care nici nu asteptam.

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro