Large Extra Dimensions Curved Space: RS Extra Dimensions

・余剰次元の模型は色々ある

ブラックホール

・星がシュバルツシルト半径まで縮んだとすると、重力が強すぎていかなる手段でもっても、収縮をとめられない Æ 重力崩壊 Æ ブラックホール

・そのシュバルツシルト半径よりも小さいところに閉じ込められた物体

・古典的な点状粒子はブラックホール？

コンプトン波長

・ミクロな世界では粒子性と同時に波動性がみえる

[例] 電子では 3 86 10. × ⁻¹³ m , 陽子では

2 10 10 . ×

⁻¹⁶

m

[注意] 電子の大きさ自身は10^-18 m 程度以下であることが実験的に確認されている Boha 半径 0.53 x 10^-10 m

1 055 10

J s

h = . ×

⁻ ：Planck 常数（を 2π で割ったもの）

0 197 GeV fm, fm 10

m

hc = . =

⁻

Compton 2

L hc

= Mc

・コンプトン波長がシュバルトシュルト半径以下であるという条件は

2

Compton Schwarzchild N

L < R = G M / c

1 10

2

^Planck

2 GeV

hc M

M > G = ≈ ×

・ LHC の重心系のエネリギーは 14 TeV (= 1.4 x 10⁴ GeV)で、この約1000兆分の１に過ぎない

・時空が４次元（時間１次元、空間３次元）である限り LHC ではブラックホールを作れない

LHC でブラックホールが生成される？

余剰次元模型

・色々な模型があるが、時空の次元数 D はＤ＞４

・空間は 3+n 次元で ( D = 4 + n )、n 次元はコンパクト

・強い力、電磁力、弱い力は３次元の世界のみに働く

・重力は 3+n 次元は働き、３次元空間の大きなスケールでは 1/r² のように見える

・短いスケールでは G_N はずっと大きい

Î 1 TeV 程度のブッラクホールが出来るかもしれない

2 3 3

17 6

5120 8 41 10 s

kg

N ev

G M M

t .

hc

π

−

⎛ ⎞

= = × ⎜ ⎟

⎝ ⎠

蒸発時間

太陽質量では

t

_ev

= 6 61 10 . ×

⁷⁴

s = 2 1 10 . ×

⁶⁷

year

40 88

8 7 10 4 8 10

Planck mass s

1 TeV/c s

ev ev

t .

−

= ×

・以上は４次元時空での場合

・余剰次元の場合はオーダーとして ( ³) ( )¹

n / n

M

h

M τ M c

+ +

∗

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠

∼

M_∗ 低エネルギーのスケール

1 TeV/c

M

≈ M

_∗

≈

・の場合

τ ≈ 6 6 10 . ×

⁻²⁸

s

・非常に短時間のうちに蒸発してしまう

多種、多数の高エネルギー粒子が観測される

ミニブラックホールイベント

・もしこの模型が正しければ、あ

れば発見可能性あり

物理成果の見通し

• ヒッグス粒子の探索は3年程度で、LHCが探索できるすべての質量領域

（0.1TeVから1TeV)で確実に発見できる。見つけやすい質量領域にあれば来年のデータでも発見があるかもしれない。

• 超対称性粒子などの新粒子やミニブラックホールに関しては、質量領域２ TeVぐらいまでにあれば、非常に早く見つかる可能性がある。

• 陽子・陽子衝突は、たくさんの事象の中から、新粒子の信号を拾い上げる大

変な実験。まず、測定器がきちんと動いていることを研究者が確証するとこ

ろから始まる。なんらかの結果が出せるのは早くて実験開始後１年くらい以

降か（？）。

加速器と測定器のコミッショニング

L. Evance, ATLAS 会合での報告, 2008.10.06

アトラス最初のビームイベント 2009.09.10

tertiary collimators 140 m

BPTX

ドキュメント内 untitled (ページ 54-62)