Närhelst vi skjuter gränserna för kunskap finns risker och möjligheter till belöningar. Det finns många risker: att inte hitta något nytt, genomföra ett misslyckat eller icke-fungerande experiment, orsaka förstörelse om saker går fel. Men belöningarna kan vara enorma: ny kunskap, ny teknik och genombrott för hela humanvetenskapen.
En plats som kännetecknar allt detta är Large Hadron Collider (LHC) vid CERN, där vi började kollidera protoner med de högsta energier som någonsin uppnåtts i en partikelaccelerator. För ett par år sedan slog vi det gamla rekordet - 2 TeV (teraelectronvolt, eller 1012 eV), som sattes av Fermi-laboratoriet - genom att accelerera partiklar till 3,5 TeV och kollidera dem tillsammans och nå 7 TeV total energi. Denna upptäckt gjorde det inte bara möjligt för oss att skapa ett stort antal svårfångade grundpartiklar (toppkvark, W- och Z-bosoner) utan också att upptäcka en helt ny grundpartikel, den sista av de oupptäckta partiklarna i standardmodellen: Higgs-bosonen.
Den uppdaterade LHC tillåter oss att få cirka 13-14 TeV total energi. Om vi har tur kommer ett imponerande antal kollisioner vid dessa energier, kombinerat med otroliga detektorer, att vi kan skapa och upptäcka aldrig tidigare sett partiklar i detta laboratorium. Och naturligtvis öppnar detta hela möjligheten för otroliga (och helt besvärliga) uttalanden, såsom:
"Forskare vid Large Hadron Collider hoppas snart kunna vara i kontakt med en PARALLELL UNIVERSE."
"The Large Hadron Collider utmanar Big Bang Theory."
"Spel med universum kan förstöra oss: de svarta hålen som skapas vid LHC kommer att svälja oss."
Kampanjvideo:
Och om de första två är helt nonsens, felaktigt förmedlad vetenskaplig information, sås det tredje uttalandet rädsla bland befolkningen och lyfter upp sitt fula huvud varje gång LHC börjar arbeta.
Var har detta nonsens ben? Låt oss ta reda på.
Det finns ett antal teorier som förutsäger förekomsten av extra dimensioner. Inte bara tre rumsliga och en tidsmässig, som, som vi vet, är inneboende i vår fyrdimensionella rymdtid, men också åtminstone en mer rumslig dimension i vårt universum. Och även om vi inte kan komma åt dessa dimensioner med de tillgängliga energierna, tros det att på skalor som är mindre än de vi hanterade - och motsvarar högre energier - finns dessa ytterligare dimensioner.
Och om dessa extra dimensioner existerar finns det också den teoretiska möjligheten att små, miniatyrmikroskopiska svarta hål kan skapas!
Om vi hade gjort detta skulle vi ha uppnått en otrolig teknologisk och vetenskaplig bedrift som för alltid skulle förändra vårt sätt att tänka på universum. Men när du säger "svart hål", föreställer människor sig omedelbart (och inte förgäves) en katastrofal bild av något som suger av något slag, slukar protoner, neutroner, elektroner i vår värld och förstör allt och alla.
Men det är omöjligt av tre skäl. Låt oss ta reda på det.
1. Om dessa miniatyrsvarta hål existerar, träffar de jorden i miljarder år och jorden snurrar fortfarande
Naturligtvis har vi aldrig skapat partiklar med denna energi i laboratorieinställningar förut. Men på de högsta energinivåerna - energier mer än hundra miljoner gånger (100.000.000) högre än de som vi arbetar med vid LHC - kolliderar partiklar ständigt med jorden: det här är kosmiska strålar som bombarderar oss från alla kosmiska riktningar.
Dessa svarta hål, om de fanns, skulle bombardera jorden (och alla planeter) genom vårt solsystems historia, liksom solen, och det finns inget som tyder på att någon kropp i solsystemet har blivit svart hål eller ätit av det.
Och här kan du argumentera, säger de, att dessa föremål rör sig för snabbt och därför bara flyger genom jorden, äter för lite materia för att stanna inne och flyger ut i det intergalaktiska utrymmet. I det här fallet bör den andra anledningen lugna dig.
2. Om du skapar ett miniatyrsvart hål kommer det att sönderdelas på grund av Hawking-strålning och mycket, mycket snabbt
Om det finns ytterligare dimensioner kan det antas att de kan vara av en viss typ, vilket möjliggör (igen, sällan, men lämpligt) mikroskopiska svarta hål att bildas. Ett sådant svart hål kommer i bästa fall att ha en massa som motsvarar energin i en proton-protonkollision, upp till 13-14 TeV. Enligt formeln E = mc2 motsvarar detta en massa av 5 x 10-20 gram, och troligtvis ännu mindre.
Men även om du har extra dimensioner av rätt skala, och även rätt typ, och du gör det här svarta hålet, kvarstår problemet: det kommer att vara instabilt. Tack vare kvantmekanikens lagar kommer detta svarta hål att förfalla under Hawking-strålningsprocessen. För ett svart hål med en massa av 5 x 10-20 gram kommer sönderfallstiden i tre dimensioner att vara cirka 10-83 sekunder, det är svårt att ens kalla det existens. För att fysik ska vara meningsfullt tar det minst 10-43 sekunder eller längre. Översatt till massan av ett svart hål måste det väga minst 0,00002 gram för att ha en chans att existera.
I fyra dimensioner, men speciellt om en "ytterligare" är stor, kommer sönderfallstiden att vara 10-23 sekunder. Men för att motverka det förväntade förfallet av detta miniatyrsvarta hål måste du kasta bort de välkända fysiklagarna. Och dessa lagar är så väl etablerade att det inte finns någon minsta chans att motbevisa dem - det är som att vakna på morgonen och se solen stiga upp i väst.
Men låt oss säga att det finns nya fysiklagar som vi inte känner ännu, och dessa svarta hål blir plötsligt stabila. Du skapar ett svart hål - ett litet - i mitten av jorden och det går inte sönder. Kommer det att svälja jorden? Och i så fall hur snabbt? Detta leder oss till det tredje och sista villkoret, och glöm inte: vi har redan två gånger avvisat de kända fysiklagarna för att göra detta nonsens möjligt.
3. Du kan beräkna hur snabbt ett svart hål absorberar materia och du kommer inte ens komma nära vår planets livstid
Vi är vana vid att tro att svarta hål "suger" materia, men i själva verket kan de bara interagera med det gravitationsmässigt. Med en massa på 5 x 10-20 gram kommer denna gravitationskraft att vara extremt liten: allt den kan göra är att passera genom jordens centrum om och om igen och vänta på en kollision med en elementär partikel. Eftersom tvärsnittet för vårt svarta hål är väldigt litet och tvärsnittet för en proton (eller neutron) är mycket stort, kan det antas - för att spara argumentet - att varje gång det svarta hålet kolliderar kommer det att absorbera en proton eller neutron.
Om vi antar att den absorberar varje proton, neutron eller elektron den kommer i kontakt med - och tar hänsyn till dess allvar för att räkna ut vad den lockar - absorberar den i storleksordningen 66 000 protoner och neutroner per sekund. Naturligtvis är 66 000 protoner och neutroner små saker när det gäller massa: 1,1 x 10-25 gram. Denna tillväxttakt kommer att vara konstant tills det svarta hålet är ganska stort; endast vid en massa på en miljard ton kommer ett svart hål att växa snabbare när dess tvärsnitt ökar. Att fånga 66 000 nukleoner per sekund, hur lång tid tror du att det tar ett svart hål att få ett kilo? Tre biljoner år. Under denna tid kommer solen att släcka - även universum finns inte så mycket.
Så även om du gör ett svart hål, och även om fysikens lagar är felaktiga och det svarta hålet kommer att leva för evigt, kommer det att vara ofarligt. Oavsett hur många fysiska lagar vi kasserar, reviderar eller ändrar kommer jorden fortfarande att vara bra.
Så var inte rädd. Vi försöker utforska världen på ett helt säkert sätt. Alla problem kan skingras - vänd dig bara till forskare och fråga. De är inte galna heller.
ILYA KHEL
