Wenn die neuste Theorie von Tom Weiler und Chui Man Ho korrekt ist, könnte der Large Hadron Collider (LHC) – der weltgrößte Teilchenbeschleuniger, der im letzten Jahr seinen regulären Betrieb aufnahm – die erste Maschine sein, die dazu fähig ist, Materie rückwärts durch die Zeit zu schicken.
“Unsere Theorie ist sehr gewagt”, räumte Weiler, Professor für Physik an der Vanderbilt University, ein. “Aber sie verletzt keine physikalischen Gesetzte oder experimentellen Rahmenbedingungen.”
Eines der Hauptziele des LHC ist es, das schwer nachzuweisende Higgs-Boson zu finden: das Teilchen, auf das sich Physiker berufen, um zu erklären, warum Teilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen eine Masse besitzen. Wenn der Teilchenbeschleuniger Erfolg damit hat, das Higgs-Boson zu produzieren, wird er nach Vorhersage einiger Wissenschaftler zur selben Zeit auch ein zweites Teilchen, Higgs-Singlet genannt, erzeugen.
Weiler und Ho’s Theorie zufolge sollten diese Singlets die Fähigkeit besitzen, in eine zusätzliche fünfte Dimension zu springen, wo sie sich entweder vorwärts oder rückwärts durch die Zeit bewegen und in der Zukunft oder in der Vergangenheit wieder auftauchen.
“Eine der netten Eigenschaften dieses Ansatzes über Zeitreisen ist, dass er all die großen Paradoxa vermeidet”, sagte Weiler. “Weil Zeitreisen auf diese speziellen Teilchen begrenzt sind, ist es beispielsweise nicht möglich, dass ein Mann in der Zeit zurück reist und ein Elternteil ermordet, bevor er selbst geboren wurde. Wenn Wissenschaftler allerdings die Produktion von Higgs-Singlets kontrollieren könnten, dann wären sie vielleicht in der Lage, Botschaften in die Vergangenheit oder Zukunft zu schicken.”
Der Test dieser Theorie wird darin bestehen, ob die Physiker am LHC die Higgs-Singlet-Partikel und deren Zerfallsprodukte spontan auftauchen sehen. Falls dem so ist, glauben Weiler und ho, dann würden sie durch Teilchen produziert worden sein, die in der Zeit zurück reisen, um vor den Kollisionen zu erscheinen, die sie produzierten.
Die Theorie von Weiler und Ho basiert auf der M-Theorie, einer “Theorie von Allem” (Theory of Everything, TOE). Eine kleine Gruppe theoretischer Physiker hat die M-Theorie bis zu einem Punkt entwickelt, an dem sie die Eigenschaften aller bekannten subatomaren Teilchen und Kräfte, inklusive der Gravitation, beschreiben kann, aber sie benötigt zehn oder elf Dimensionen anstelle der uns geläufigen vier Dimensionen. Dies hat zu der Vermutung geführt, dass unser Universum wie eine vierdimensionale Membran oder “Brane” in einer multi-dimensionalen Raumzeit, genannt “Bulk”, gleitet.
In dieser Ansicht sind die grundlegenden Bausteine unseres Universums permanent mit der “Brane” verbunden und können deshalb nicht in andere Dimensionen reisen. Es gibt allerdings ein paar Ausnahmen. Manche argumentieren, dass beispielsweise Gravitation schwächer als andere fundamentale Kräfte ist, weil sie sich auch in andere Dimensionen ausbreitet. Eine andere mögliche Ausnahme ist das vermutete Higgs-Singlet, das auf Gravitation reagiert, aber nicht auf irgendeine der anderen Grundkräfte.
Weiler begann vor sechs Jahren, sich mit Zeitreisen zu beschäftigen, um Anomalien zu erklären, die bei verschiedenen Neutrinoexperimenten beobachtet wurden. Neutrinos werden auch als Geisterteilchen bezeichnet, weil sie kaum mit gewöhnlicher Materie interagieren: Billionen Neutrinos treffen unsere Körper in jeder Sekunde und trotzdem nehmen wir sie nicht wahr, weil sie uns durchdringen, ohne uns zu beeinflussen.
Weiler und seine Kollegen Heinrich Päs und Sandip Pakvasa von der University of Hawaii erdachten eine Erklärung für die Anomalien, die auf der Existenz eines hypothetischen Teilchens, dem “sterilen Neutrino” basiert. In der Theorie sind sterile Neutrinos noch schwieriger nachweisbar als normale Neutrinos, weil sie ausschließlich mit der Gravitation wechselwirken. Das bedeutet, dass ein steriles Neutrino ein weiteres Teilchen ist, welches nicht mit der “Brane” verbunden ist und in der Lage sein sollte, durch zusätzliche Dimensionen zu reisen.
Weiler, Päs und Pakvasa vermuten, dass sterile Neutrinos schneller als das Licht reisen, indem sie Abkürzungen durch zusätzliche Dimensionen nehmen. Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zufolge gibt es gewisse Bedingungen, unter denen das Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit äquivalent mit einer Bewegung zurück durch die Zeit ist. Das führte die Physiker in das spekulative Fachgebiet der Zeitreisen.
Im Jahr 2007 veröffentlichen die Wissenschaftler gemeinsam mit dem Kollegen James Dent eine Arbeit mit dem Titel “Neutrino Time Travel” (Neutrino Zeitreisen), die erhebliche Aufmerksamkeit erregte.
Ihre Ideen fanden den Weg in zwei Science-Fiction-Geschichten. Final Theory von Mark Alpert, die in der New York Times als “physikbasierte Version des Da Vinci Code beschrieben wurde, basiert auf der Idee der Forscher, dass Neutrinos Abkürzungen in zusätzliche Dimensionen nehmen. In Joe Haldemans Geschichte The Accidental Time Machine geht es um einen zeitreisenden Studienanfänger am MIT und beinhaltet eine Bemerkung des Autors, welche die Beziehung der Geschichte zu der Art Zeitreise beschreibt, die von Dent, Päs, Pakvasa und Weiler propagiert wurde.
Quelle: http://news.vanderbilt.edu/2011/03/hadron-collider-time-machine/
(THK)
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