•Mikro kara delik nedir?
Mikro kara delikler, mekanik kuantum kara delikleri veya mini kara delikler olarak da adlandırılan, varsayımsal minik kara deliklerdir ve kuantum mekaniği etkileri için önemli bir rol oynar. Bu tür ilkel kara delikler, evrenin oluşumundaki yüksek yoğunluklu ortamda (büyük patlamada) veya sonraki aşamalarda oluşmuş olabilir. Onların, parçacıklar vasıtasıyla, Hawking radyasyonunu yaymaları beklenmektedir ve astrofizikçiler tarafından yakın gelecekte gözlemlenebilir olabileceği düşünülmektedir.
Bir kara deliğin minimum kütlesi
Prensip olarak, bir kara delik, herhangi bir kütleye eşit veya Planck kütlesinden fazla olabilir (yaklaşık 22 mikrogram). Bir kara delik açmak için bir kitle veya enerji, yeterince konsantre olmalı, konsantre olduğu bölgeden kaçış hızı ise ışık hızını aşmalıdır. Bu durum, Schwarzschild çapının hesaplanmasını sağlar. Diğer yandan, Compton dalgaboyu, geri kalan kitlenin lokalize edilebileceği bölgenin minimum boyutu için bir sınır temsil eder. Yeterince küçük kütle için, azaltılmış Compton dalgaboyu yarım Schwarzschild yarıçapını aşmakta ve hiçbir kara delik açıklaması bulunmamaktadır. Bir kara delik için bu küçük kitle yaklaşık Planck kitlesi kadardır.
Bugünkü fiziğin bazı uzantıları, uzayın ekstra boyutlarının varlığını, varsayımsal olarak ele alır. Yüksek boyutlu uzayda, yerçekiminin gücü hızlı bir şekilde artınca mesafeler daha da azalır. Ekstra boyutların bazı özel yapılandırmalarıyla, bu etki Planck ölçeğini TeV aralığına düşürebilir. Bu tür uzantı örnekleri, string teorisi yapılandırması, GKP çözümleri gibi büyük ekstra boyutlar ve Randall-Sundrum modeli gibi özel durumları içerir.
Mikro kara deliğin kararlılığı ve Hawking radyasyonu
1974 yılında Stephen Hawking, kara deliklerin, Hawking radyasyonu temel parçacıklarının (fotonlar, elektronlar, kuarklar, gluonlar, vb.) yayılmasıyla buharlaştığı quantum etkilerini savundu. Onun hesaplamaları, küçük boyuttaki karadeliğin hızlı buharlaşma oranının patlamayla sonuçlanması, mikro kara deliğin parçacıklarının aniden patlamasını göstermektedir. Herhangi bir kara delik, yeterli küçüklükteki Planck kütlesi yanında, evrenin yaşamı içinde buharlaşıp gider. Kara delik termodinamikleri formülüne göre, Planck kitlesi yaklaşana kadar, kara delikler daha fazla kütle kaybeder, daha sıcak hale gelir ve daha hızlı buharlaşır.
Üretim fizibilitesi
Bilinen üç boyutlu yerçekimine göre, mikroskopik bir karadeliğin minimum enerjisi 10^19 GeV’dir, bunun Planck uzunluğu sırasına göre bir bölge içinde yoğunlaşması gerekir. Bu, bugünkü teknolojinin limitlerinin ötesindedir. Bu istikamette parçacıkları tutmak için 1000 ışıkyılı çapında bir halka hızlandırıcı gerekir. Ancak, uzayın ekstra boyutlarını içeren bazı senaryolarda, Planck kütlesi TeV aralığı için düşük gelebilir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) proton-proton çarpışması için 14 TeV ve Pb-Pb çarpışmaları için 1150 TeV enerjisine sahiptir. Bu durumların, kara delik üretiminde ya da gelecekteki yüksek enerjili çarpıştırıcılarında önemli ve gözlemlenebilir etkisinin olabileceği 2001 yılında iddia edildi.
Choptuik ve Pretorius tarafından, 17 Mart 2010 tarihinde yayımladıkları bildiride, yeterli enerjiyle çarpıştırılan iki parçacığın çarpışması, LHC’nin izin verebildiği ekstra dört boyut çerçevesinde bilgisayar vasıtasıyla kanıtlamıştır.
Kozmik ışınlar ve güvenlik
Ancak bu tür kuantum kara delikler anında, tamamen ya da çok zayıf etkileşim kalıntısı bırakarak buharlaşır. Teorik argümanlar yanında, dünyayı kozmik ışınların bombardımanına tutmanın zarar vermediğini fark edebiliriz, çünkü kozmik ışınlar TeV’in yüzlerce aralığında, toplu enerjilerin merkezine ulaşmasına rağmen benzer etkileri yaratmaktadır.
Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.
1 kommentar