Argentinisches Observatorium soll versteckte Raumzeitdimensionen entdecken

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Unsere Erfahrungswelt besitzt offenbar eine Zeit- und drei Raumdimensionen. Das gleiche sagt auch die Standardtheorie der Teilchenphysik. Doch neuere Theorien wie beispielsweise die Stringtheorie sagen die Existenz weiterer Dimensionen voraus. Zwei Physiker des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben jetzt in der Fachzeitschrift Physical Review Letters (Bd. 88, Nr. 2, S. 021303-1) ausgerechnet, dass ein ab dem Jahr 2004 betriebsbereites Observatorium die versteckten Dimensionen entdecken könnte.

Wichtigster Zweck des Pierre-Auger-Observatoriums, das derzeit in Argentinien gebaut wird, ist die Beobachtung der kosmischen Strahlung, die aus dem Weltraum in die Erdatmosphäre eindringt. Diese hochenergetische Strahlung trifft auf Atome in der Atmosphäre und erzeugt dabei Teilchen, die auf der Erde gemessen werden können. Dies wird im Pierre-Auger-Observatorium in 1600 Detektoren geschehen.

Hauptbestandteil jedes dieser Detektoren ist ein mit zwölf Tonnen Wasser gefüllter Tank. Die 1.600 Tanks werden im Abstand von 1,5 Kilometer auf einer Fläche von insgesamt 3.000 Quadratkilometern in einer Ebene in Westargentinien angeordnet. Eine zweite derartige Anordnung auf der Nordhalbkugel ist geplant.

Jonathan Feng und Alfred Shapere haben nun ausgerechnet, dass die kosmische Strahlung beim Zusammenprall mit Atomen der Erdatmosphäre winzige Schwarze Löcher erzeugen könnte, die allerdings sofort wieder zerfallen. Bei diesem Zerfall würde aber ein charakteristisches Teilchenspektrum erzeugt, das mit dem Observatorium nachgewiesen werden kann. Die Energie der kosmischen Strahlung reicht zum Erzeugen Schwarzer Löcher aber nur dann aus, wenn die Standardtheorie der Teilchenphysik falsch ist. Existieren mehr Dimensionen als von der Standardtheorie vorhergesagt, würden die Schwarzen Löcher bereits bei niedrigeren Energien erzeugt.

Axel Tillemans

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