UCSB physicists analyzed CMS detector collision data with novel machine learning, ruling out quantum black holes up to 12 TeV.
Cern schließt mikroskopische Schwarze Löcher unter 12 TeV aus
Eine KI-gestützte Datenanalyse findet an den bisherigen Energiegrenzen der Teilchenkollisionen keine Belege für zusätzliche Raumdimensionen.
Das Wesentliche
Eine Auswertung von Cern-Kollisionsdaten mithilfe überwachter Algorithmen hat keinerlei Hinweise auf mikroskopische Quantenschwarze Löcher ergeben und die Ausschlussgrenze für solche Objekte auf rund 12 Teraelektronenvolt angehoben. Der Befund widerlegt Modelle mit mehr als zwei zusätzlichen Raumdimensionen in diesem Energiebereich, stellt der Forschung für künftige Datensätze aber ein praxiserprobtes Analysewerkzeug bereit.
Die Kernpunkte
- Die Teilchenkollisionsdaten der Jahre 2016 bis 2018 lieferten keine Belege für mikroskopische Quantenschwarze Löcher.
- Die Wissenschaftler zogen eine neue Ausschlussgrenze, die Quantenschwarze Löcher bis etwa 12 TeV ausschließt.
- Die Untersuchung überprüft und verwirft Gravitationsmodelle, die mehr als zwei zusätzliche Raumdimensionen ansetzen.
- Das System zur überwachten Phasenraumanalyse soll nun auf die größeren Datensätze aus Lauf 3 des LHC angewendet werden.
Aus dem Tagebuch des Redakteurs
In der Grundlagenphysik bedeutet der Ausschluss hypothetischer Teilchen echten Fortschritt: Negative Befunde verwandeln spekulative Annahmen in feste experimentelle Grenzen und schränken den Raum ein, in dem sich neue Naturgesetze verbergen können.
Wer beteiligt ist
CMS Collaboration
Forschergruppe am Großdetektor des europäischen Teilchenbeschleunigers Cern
will → Überprüft theoretische Raum-Zeit-Modelle, um Physik jenseits bekannter Gesetze aufzuspüren
Nathaniel Craig
Theoretischer Teilchenphysiker an der UC Santa Barbara
will → Entwickelte die Phasenraum-Methode, um exotische Teilchensignaturen aus dem Standardrauschen zu filtern
Danyi Zhang
Physiker und Forscher an der UC Santa Barbara
will → Setzte überwachte maschinelle Lernmodelle auf Kollisionsdaten an, um hochenergetische Zerfälle zu erkennen
Joseph Incandela
Professor für experimentelle Teilchenphysik an der UC Santa Barbara
will → Analysiert subatomare Kollisionsmuster, um Theorien über Schwerkraft in Extradimensionen zu prüfen
Tamas Vami
Teilchenphysiker und Forscher an der UC Santa Barbara
will → Bestimmte Schwellenwerte für Kollisionen, um Modelle der Stringtheorie mit zusätzlichen Raumdimensionen zu testen
Kurz gefasst
Das Universum zeigt an den derzeit messbaren Energiegrenzen keine zusätzlichen Raumdimensionen. Damit bleibt vorerst ungeklärt, warum die Schwerkraft im Vergleich zu den anderen Naturkräften so außerordentlich schwach ist.
Die theoretische Physik postuliert, dass bei hochenergetischen Kollisionen subatomarer Teilchen mikroskopische Schwarze Löcher entstehen könnten, falls verborgene Raumdimensionen existieren. Ein Nachweis dieser Mini-Löcher würde erklären, weshalb sich die Gravitation derart fundamental von den übrigen Grundkräften unterscheidet.
Um dieser Frage nachzugehen, wertete ein Forschungsteam der University of California in Santa Barbara Protonen-Kollisionen aus, die das Compact-Muon-Solenoid-Experiment (CMS) am Cern zwischen 2016 und 2018 aufgezeichnet hatte. Dieser Großdetektor registriert die Spuren und Bruchstücke extrem schneller Teilchen.
Wie es sich entwickelte
UC Santa Barbara meldet erweiterte Ausschlussgrenzen
Die University of California in Santa Barbara teilte am 17. September 2026 mit, dass Forscher die Suche nach mikroskopischen Quantenschwarzen Löchern am Large Hadron Collider in bisher unerreichte Energiebereiche ausgedehnt haben – ohne fündig zu werden. Die in der Fachzeitschrift Progress in High Energy Physics veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass eine neue Phasenraumanalyse mit maschinellem Lernen exotische Miniaturschwarze Löcher in diesen Zonen ausschließt.
Fachmedien analysieren methodische Fortschritte durch maschinelles Lernen
Im Anschluss an die Universitätsmitteilung beleuchteten unabhängige Wissenschaftsmagazine die Methode, mehrdimensionale Kollisionsdaten mit überwachten Support-Vector-Maschinen zu durchmustern. Fachberichte hoben hervor, dass das vollständige Ausbleiben registrierter Zerfälle die Ausschlussgrenze auf 12 TeV anhebt. Theoretische Modelle, die mehr als zwei zusätzliche Raumdimensionen erfordern, gelten damit auf dieser Energieskala als widerlegt.
Wo die Dinge stehen
Die begutachtete Analyse der CMS-Kollisionsdaten liefert einen gesicherten negativen Befund: Unter den untersuchten theoretischen Annahmen existieren bis zu einer Kollisionsenergie von 12 TeV keine Quantenschwarzen Löcher. Das grundlegende Hierarchieproblem der Physik und die Hypothese verborgener Raumdimensionen bleiben damit ungelöst und unbewiesen.
Als Nächstes wollen die Wissenschaftler ihr überwachtes Lernsystem auf die umfangreicheren Datensätze aus Lauf 3 des Large Hadron Collider anwenden. Mit dieser Auswertung dringen sie in noch höhere Energiebereiche vor, um dort nach extrem seltenen theoretischen Teilchenphänomenen zu suchen.