Квантовая теория, физика микромира, несовместима с общей теорией относительности, объясняющей, как работает гравитация. Попытки построить квантовую теорию гравитации — ими стали, например, теория струн и петлевая теория гравитации — натыкаются на невозможность экспериментальной проверки. Но в некоторых из этих теорий есть механизм образования квантовых черных дыр, и если бы они были открыты, то это придало бы вес соответствующей версии квантовой гравитации.
Квантовые черные дыры могли бы возникать, если бы гравитация в квантовых масштабах оказалась бы значительно действеннее, чем предсказывает общая теория относительности. Это реально, если существует более трех измерений пространства. Некоторые физики подозревают, что дополнительные пространственные измерения свернуты (компактифицированы) до такого малого размера, что мы никак не можем их наблюдать. Для работоспособности теории струн необходимо по крайней мере шесть таких дополнительных измерений. Если они существуют, то на чрезвычайно малых расстояниях гравитационные силы были бы намного заметнее и могли бы поставлять энергию, необходимую для создания микроскопических черных дыр при столкновениях с достижимой на ВАКе энергией порядка тераэлектронвольта.
Появление квантовой черной дыры укажет на существование дополнительных измерений. Но, будучи созданной, квантовая черная дыра исчезает всего за 10~33 с. Поэтому в ЦЕРНе ищут следы испарения черной дыры. Это непросто: массивные детекторы ВАКа порождают огромное число частиц с закрученными траекториями. Охота за квантовыми черными дырами состоит в выделении очень специфических рисунков.
Обычная микроскопическая черная дыра породила бы при исчезновении ливень частиц. Однако квантовая черная дыра будет, видимо, порождать только две вещи: одиночный электрон или мюон (частицу, похожую на электрон, но более тяжелую) и джет — струю частиц, возникающих, когда распадаются частицы, называемые кварками. Кварки входят в состав нуклонов (нейтронов, протонов) и других нефундаментальных частиц и не могут существовать в изоляции. Это значит, что они немедленно распадаются, порождая характерную струю узкой конической формы.