UC Santa Barbara'daki fizikçiler, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ndeki (CERN) Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC) mikroskobik kara delik arayışını yeni bir alana taşıdı - ve parçacık fiziğinde gelenek olduğu üzere, hiçbir şey bulamadı. Ki kendilerinin de aceleyle eklediği gibi, bu da hâlâ bir şeydir.

Bu varsayımsal kara delikler son derece küçük ve kısa ömürlü olurdu. Eğer LHC'de üretilebilselerdi, varlıkları fizikçilerin uzayzaman ve kütleçekimi hakkındaki en derin cevaplanmamış sorularından bazılarını ele almasına yardımcı olabilirdi. Arama ayrıca araştırmacılara nadir ve daha önce bilinmeyen parçacıkları bulmak için yeni bir teknik test etme fırsatı verdi, çünkü mükemmel bir boş sonucu neden boşa harcayasınız ki?

"Kanıt bulmuş olsaydık, kuantum kütleçekimini doğrudan incelemeye başlayabilirdik," dedi UCSB fizik profesörü Joe Incandela'nın gözetiminde doktora sonrası çalışmalarını yürüten Compact Muon Solenoid (CMS) deneyinde araştırmacı olan Tamas Vami. "Bu, bir asırdan fazla süredir fizikçilerin hedefi olan bilinen tüm temel kuvvetleri birleştirmeye doğru bir adım." Yani, baskı yok.

Arama, kuantum kara deliklere dair kanıt ortaya çıkarmadı. Ancak parçacık fiziğinde, bir şeyi tespit edememek, nerede var olabileceğini dışlayarak hâlâ önemli bilgi sağlayabilir - neredeyse tamamen kanepenin altına bakmanın bilimsel eşdeğeri üzerine kurulu bir disiplin.

"Bu bir çıkmaz sokak değil," dedi Incandela Lab yüksek lisans araştırmacısı Danyi Zhang. "Sonuç bir dışlama limitidir, ki bu gerçek, yayınlanabilir bir ifadedir: 'Eğer bu şey bu özelliklerle var olsaydı, onu görürdük. Görmedik, yani burada dışlayabiliriz.' Bu, evrenin nasıl işlediğine dair gerçek bilgidir." Çok spesifik bir enerji aralığında bir omuz silkmeyle teslim edilen gerçek bilgi.

Temel fizikteki büyük bulmacalardan biri, deneyimlediğimiz evrenin ölçeği ile kuantum kütleçekimiyle ilişkili temel enerji ölçeği olan Planck ölçeği arasındaki muazzam farkı içerir. Bazı fizikçiler, bu farkı yeni bir fiziğin veya keşfedilmemiş bir simetrinin açıklayabileceğini öne sürdü. Daha da önemlisi, bu etkilerden bazıları LHC'nin ulaşabileceği enerji seviyelerinde ortaya çıkabilir.

Yıllarca süren deneyler zaten birçok teorik olasılığı ortadan kaldırdı ve LHC'de yeni fiziğe dair net işaretlerin sürekli yokluğu araştırmacılar için büyük bir zorluk haline geldi. Ancak benzer durumlar daha önce de yaşandı. Mevcut teorilerin gözlemleri açıklamakta zorlandığı dönemler bazen Einstein'ın görelilik teorisi de dahil olmak üzere radikal yeni çerçevelere yol açtı. Bu nedenle araştırmacılar, boş sonuçların bilimsel ilerlemenin önemli bir parçası olduğunu söylüyor. Her biri geçerli olasılıkların sayısını azaltır ve gelecekteki deneylerin nereye bakması gerektiğini belirlemeye yardımcı olur. Bu, esasen dünyanın en pahalı Marco Polo oyunudur.

Vami ve Zhang'ın sonuçları Progress in High Energy Physics (PHEP) dergisinde yayımlandı.

LHC'de kara delik üretme olasılığı yaklaşık yirmi yıl önce ortaya çıktı. Fizikçiler, yeterli enerjinin son derece küçük bir bölgeye yoğunlaştırılması ve ek uzamsal boyutların (ki bunlar zaten sicim teorisinde gereklidir) var olması durumunda, hızlandırıcının yarattığı trilyonlarca proton-proton çarpışması sırasında kuantum kara deliklerin oluşabileceğini öne sürdü.

Bu nesneler, evrende bulunan devasa astrofiziksel kara deliklere hiç benzemezdi.

"Çok uzun süre kalmazlardı - bir tane yapsaydınız, hemen dağılırdı," dedi UCSB fizik teorisyeni Steven Giddings, kuantum mekaniğini kütleçekimiyle birleştirmenin paradoksal sonuçları konusunda uzman ve o dönemde belirli koşullar altında bu küçük uzayzaman boşluklarının var olabileceğini öne süren birkaç bilim insanından biri.

Bilim insanları olasılığı ilk tartıştığında, fikir geniş çapta yanlış anlaşıldı. Kamuoyu endişeleri, LHC'nin kararlı kara delikler yaratabileceği olasılığına odaklandı, ancak kuantum kara delikler...