對大型強子對撞機黑洞的擔憂再現

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世界最大粒子加速器大型強子對撞機 (LHC) 延遲啟動的一個必然結果是,它讓物理學家——以及世界上的其他人——有更多時間來思考備受討論的可能性,即 LHC 可能會產生吞噬地球的黑洞。

在最近發表於 arxiv.org一篇論文中,義大利博洛尼亞大學的物理學家羅伯託·卡薩迪奧和他的合作者對這種情景提出了異議。但是,在他們的分析之後,大部分注意力都集中在他們的觀察結果上,即微觀的 LHC 黑洞一旦出現,可能會在衰變前持續數秒。(例如,福克斯新聞的故事標題是:“科學家不太確定‘末日機器’不會毀滅世界。”)

值得指出的是,這些對撞機引起的黑洞僅在某些理論框架中出現,這些框架假定我們居住在一個維度多於我們習慣的四個維度(空間三個,時間一個)的宇宙中。事實上,卡薩迪奧團隊的分析假定了一種特定的五維宇宙理論模型,稱為蘭德爾-桑德朗 (RS) 模型。儘管 RS 模型有其追隨者,但仍然存在許多替代方案——事實上,人們希望 LHC 將有助於闡明哪些競爭性的大圖景理論是正確的(或至少更可能是正確的)。

還值得指出的是,以前也曾提出過類似的擔憂。正如2007 年紐約客關於 LHC 的專題報道中指出的那樣,1999 年左右,在布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機 (RHIC) 啟動時,也提出了類似的論點。文章指出,《大眾科學》在爭議中發揮了作用,刊登了一封信,詢問布魯克海文的黑洞是否會在幾分鐘內吞噬地球,以及當時在普林斯頓高等研究院的物理學家弗蘭克·維爾切克的回覆。在他的回覆中,維爾切克駁斥了黑洞情景,但推測可能會透過產生奇異微子(一種假設的物質形式)而理論上產生另一種災難。儘管他警告說這種災難“不太可能”,但媒體抓住了這一說法,布魯克海文被迫召集了一個物理學家小組來保證對撞機的安全。(RHIC 自 2000 年以來一直在執行。)

即使假設我們生活在一個 LHC 能夠產生黑洞的宇宙中,甚至假設初始條件使得微型吞噬者能夠存活幾秒鐘,卡薩迪奧及其同事計算出,這樣的黑洞在衰變之前將無法增長到災難性的大小。但是,就像維爾切克的奇異微子評論一樣,卡薩迪奧及其合作者假設的延長黑洞壽命再次將對撞機安全問題提到了首位。

損壞的 LHC 磁鐵的更換照片 © CERN

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