La massa del buco nero deve essere quantizzata, dicono i fisici

Dopo essersi concentrati per molti anni sui buchi neri giganti che si formano quando le stelle collassano e sui buchi neri supermassicci al centro delle galassie, i fisici hanno iniziato più recentemente a studiare i buchi neri microscopici, con masse minuscole.

Una ragione per pensare a questi oggetti è che potrebbero essersi formati durante il Big Bang e potrebbero ancora permeare l'universo oggi. L'esistenza dei cosiddetti buchi neri primordiali è una possibile spiegazione per la massa mancante dell'universo.

Un altro motivo per cui i fisici sono interessati ai micro buchi neri è che alcuni teorici prevedono che il Large Hadron Collider li produrrà.

Quindi il lavoro di Gia Dvali e compagni alla Ludwig-Maximilians-Universitat di Monaco di Baviera, in Germania, sarà di grande interesse. Questi ragazzi dicono che se i buchi neri si formano su questa piccola scala quantistica, allora le loro masse devono essere quantificate.

Il loro ragionamento è semplice. Se la massa del buco nero non viene quantificata, la massa potrebbe assumere essenzialmente qualsiasi valore. E se così fosse, il tasso di produzione dei micro buchi neri sarebbe infinito: potrebbero formarsi in qualsiasi collisione, a qualsiasi energia.

Poiché chiaramente non è così, le masse dei micro buchi neri devono essere quantificate.

Ciò solleva immediatamente una serie di questioni importanti, non ultima quella che governa la quantizzazione dei buchi neri. Dvali e co. sostengono ragionevolmente che i buchi neri devono essere quantizzati in unità della lunghezza fondamentale di Planck. Ma esattamente come questo influenzerebbe il modo in cui entrano ed escono dall'esistenza non è chiaro.

Dvali e co suggeriscono che i micro buchi neri apparirebbero per la prima volta nel loro stato quantico più basso all'LHC sotto forma di una sorta di risonanza quantistica, ciò che i fisici delle particelle chiamano una gobba nei loro dati. Questo sarebbe inizialmente difficile da distinguere da una particella ordinaria, ma esperimenti di energia superiore dovrebbero rivelare buchi neri anche negli stati superiori.

Per il momento, non c'è modo di capire esattamente quale energia dovremmo aspettarci per vederli. Per scoprire la forma precisa della regola di quantizzazione per le risonanze dei buchi neri più bassi, abbiamo bisogno di più input sperimentali, afferma Dvali e co. Piuttosto!

Naturalmente, la questione di questo tipo di produzione di buchi neri all'LHC solleva ancora una volta la spinosa questione se le assicurazioni di sicurezza che ci sono state fornite su questi esperimenti siano valide.

Abbiamo esaminato gli argomenti prima. Una domanda importante è se la fisica teorica all'avanguardia è all'altezza del compito di fare una previsione affidabile che l'LHC sia sicuro.

Il documento di oggi chiarisce che la nostra comprensione della fisica dei micro buchi neri sta rapidamente cambiando. Quindi sarebbe del tutto ragionevole chiedersi su quali basi i fisici sono in grado di fornire assicurazioni sulla sicurezza.

(Lasciamo da parte per un momento la questione se i fisici delle particelle siano in qualche modo in grado di fare valutazioni di sicurezza in primo luogo, dato che hanno il massimo da guadagnare dall'esecuzione di questi esperimenti.)

Questo è un dibattito in cui i fisici delle particelle sono stranamente riluttanti a impegnarsi, avendo ignorato la maggior parte dei punti interrogativi sulla sicurezza.

Quindi questa è una buona opportunità per sollevare nuovamente la questione. Siediti e goditi i fuochi d'artificio (o il silenzio assordante)!

Rif: arxiv.org/abs/1106.5894 : Le masse dei buchi neri sono quantizzate

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