Учени са пресметнали вероятността за образуване на черна дупка при сблъсък на електрони

Може ли да се образува черна дупка, сблъсквайки електрони в ускорител? Физици оценили вероятността от такова събитие. Оказало се, че това е много малко вероятно, но не може да бъде изключено. Международен екип на изследователи от САЩ и Италия са публикували резултатите от своите изчисления в списание Physics Letters B.

Съществува хипотеза, съгласно която две сблъскващи се частици могат да образуват черна дупка. За това е необходимо те да се приближат на разстояние по-малко от радиуса на Шварцшилд. Той зависи от енергията на сблъсък на частиците, а освен това при пресмятанията се използват такива константи като гравитационната константа и скоростта на светлината във вакуум.

Известно е, че значението на гравитационната константа е около 6.5 х 10⁻¹¹ Nm²/kg². От това може да се предположи, че няма никакви шансове черните дупки да се зародят. В крайна сметка за енергия от порядъка на 10 TeV (тераелектронволта) (енергията на сблъсък на протоните на Големия адронен колайдер) радиусът на Шварцшилд се получава от приблизително 10⁻⁵¹ метра. Това е 40 порядъка по-малко от радиуса на атома на водорода. Изглежда абсолютно невероятно, две частици да попаднат една в друга толкова точно.

Но, съгласно някои теории при големи енергии на сблъсък на частиците гравитационната константа рязко увеличава своето значение. Това е свързано с включването на хипотетичния механизъм на гравитационното привличане, тоест притеглянето се обезпечава не само от гравитона, но и от бозона на Хигс. Тази добавъчна гравитация може да съществува само на много малки разстояния.

Може ли при сблъсък на два електрона да се образува черна дупка, ако гравитационната константа действително се увеличи? Именно отговор на този въпрос са търсели учените в новото си изследване. При това те са отчитали, че сближаващите се електрони ще взаимодействат един с друг.

Тази задача по принцип е изключително математически сложна и затова физиците са направили редица опростявания. Първо, те са пренебрегнали спина на електроните. Второ, смятало се е, че частиците взаимодействат само посредством електростатичното поле. Магнитните ефекти не са се взимали под внимание (по принцип те са доста по- слаби от електрическото отблъскване). Трето, изследователите до известна степен опростили поведението на електроните при движение със скорост близка до скоростта на светлината.

След проведените по два начина изчисления, физиците не стигнали до много оптимистични изводи. Сечението на реакцията се оказало изключително малка величина – 5х10⁻⁴⁹ квадратни метра. Това означава, че в ускорител със светимостта (величина, пропорционална на броя на сблъскващите се частици за определен период от време) на Големия адронен колайдер такова събитие може да се случи приблизително веднъж за 10 хиляди години непрекъсната работа на ускорителя. При това увеличаването на енергията на сблъсък не променя ситуацията.

Трябва да се отбележи, че даже и да се образува черна дупка, то това по никакъв начин не заплашва човечеството. Тя ще се разпадне за части от секундата благодарение на лъчението на Хокинг.