Θεωρίες φυσικής

Η μετάβαση σε άλλη διάσταση μπορεί να επιτρέπει στα νετρίνα να δείχνουν ότι κινούνται με την ταχύτητα του φωτός (updated)

Ένα πείραμα του CERN ισχυρίζεται ότι έχουν βρεθεί νετρίνα που υπερέβησαν το πιο θεμελιώδες όριο ταχύτητας του σύμπαντος. Τα νετρίνα όπως είδαμε σε προηγούμενο post έφτασαν 60 nanosecond νωρίτερα από ό,τι θα είχαν φτάσει αν είχαν ταξιδεύσει με την ταχύτητα του φωτός.

Share

Ένα πείραμα του CERN ισχυρίζεται ότι έχουν βρεθεί νετρίνα που υπερέβησαν το πιο θεμελιώδες όριο ταχύτητας του σύμπαντος. Τα νετρίνα όπως είδαμε σε προηγούμενο post έφτασαν 60 nanosecond νωρίτερα από ό,τι θα είχαν φτάσει αν είχαν ταξιδεύσει με την ταχύτητα του φωτός.

light

Αντίφαση σουπερνόβα

Ένα πρόβλημα με αυτό το αποτέλεσμα του CERN είναι πως διαλύει το φαινόμενο όριο ταχύτητας των νετρίνων, που παρατηρήθηκε όταν έφτασε στη Γη, τον Φεβρουάριο του 1987, η ακτινοβολία από μια έκρηξη σουπερνόβα.

Οι υπερκαινοφανείς είναι άστρα που έχουν εκραγεί και είναι τόσο φωτεινά που μπορεί να επισκιάσουν για λίγο τους γαλαξίες που τους φιλοξενούν. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς τους εκπέμπεται με τη μορφή ρευμάτων από νετρίνα. Επειδή τα νετρίνα αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη, θα πρέπει να δραπετεύουν από τα υπερκαινοφανή άστρα σχεδόν αμέσως, ενώ τα φωτόνια του φωτός θα χρειαστούν περίπου 3 ώρες για να βγούνε από το άστρο. Και το 1987, τρισεκατομμύρια νετρίνα έφτασαν 3 ώρες πριν φθάσει το φως του ετοιμοθάνατου άστρου, ακριβώς όπως περίμεναν οι φυσικοί.

Marc Sher Ο πρόσφατος ισχυρισμός για μια πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα των νετρίνων, απλώς δεν ταιριάζει με αυτή την ενωρίτερη μέτρηση. «Αν τα νετρίνα ήταν πολύ πιο γρήγορα από το φως, θα είχαν φτάσει από το σουπερνόβα, πέντε χρόνια νωρίτερα, κάτι το οποίο είναι τρελό», λέει ο θεωρητικός Marc Sher από το Πανεπιστήμιο στο Williamsburg της Βιρτζίνια. «Αυτά δεν έχουν τέτοια ταχύτητα. Το αποτέλεσμα από το σουπερνόβα έρχεται σε μεγάλη αντίθεση με το νέο εύρημα».

Ασαφής αναχώρηση – άφιξη – απόστασης

Είναι πιθανό ότι τα νετρίνα που έφτασαν στο ιταλικό ορυχείο να ήταν ένα διαφορετικό είδος νετρίνο από αυτά που εκπέμπονται από το σουπερνόβα, ή να είχαν μια διαφορετική ενέργεια. Είτε έτσι είτε αλλιώς θα μπορούσε να εξηγηθεί η διαφορά, παραδέχεται ο Sher. “Αλλά είναι μάλλον απίθανο."

Ένα σφάλμα μέτρησης στο πρόσφατο πείραμα των νετρίνων θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει αυτή την παραβίαση της ταχύτητας.

Κατ ‘αρχήν είναι ένα πολύ εύκολο πείραμα: ξέρετε την απόσταση μεταξύ των δύο τόπων Α και Β, ξέρετε πόσο χρόνο χρειάζονται τα νετρίνα να φτάσουν εκεί, οπότε μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητά τους, λένε οι ειδικοί Ωστόσο, τα πράγματα είναι πιο περίπλοκα από αυτό. Υπάρχουν ανεπαίσθητες επιδράσεις που την καθιστούν τη μέτρηση πολύ πιο δύσκολη. 

Για παράδειγμα, αν και οι ανιχνευτές στην Ιταλία μπορούν να εντοπίσουν τα χρόνο άφιξης των νετρίνων εντός νανοδευτερόλεπτων, είναι όμως λιγότερο σαφής ο χρόνος αναχώρησης από τον επιταχυντή στο CERN. Τα νετρίνα παράγονται από τα πρωτόνια που χτυπούν σε ένα στόχο σχήματος ράβδου, προκαλώντας έτσι ένα χείμαρρο υποατομικών σωματιδίων. Σε περίπτωση που τα νετρίνα έχουν παραχθεί στο ένα άκρο της ράβδου και όχι στο αντίθετο άκρο, θα μπορούσε να κρύψει τον ακριβή χρόνο της αναχώρησης.

Για παράδειγμα, αν και οι ανιχνευτές στην Ιταλία μπορούν να εντοπίσουν τα χρόνο άφιξης των νετρίνων εντός νανοδευτερόλεπτων, είναι όμως λιγότερο σαφής ο χρόνος αναχώρησης από τον επιταχυντή στο CERN. Τα νετρίνα παράγονται από τα πρωτόνια που χτυπούν σε ένα στόχο σχήματος ράβδου, προκαλώντας έτσι ένα χείμαρρο υποατομικών σωματιδίων. Σε περίπτωση που τα νετρίνα έχουν παραχθεί στο ένα άκρο της ράβδου και όχι στο αντίθετο άκρο, θα μπορούσε να κρύψει τον ακριβή χρόνο της αναχώρησης. ΄

speedy-neutrinos Τέλος, θα μπορούσε η μέτρηση της απόστασης με τα GPS να είναι λάθος. Για παράδειγμα στα 2.4 milliseconds που θέλουν τα νετρίνα να διασχίσουν τα 730 χιλιόμετρα, οι δορυφόροι στο σύστημα GPS, που κινούνται με ταχύτητα 3.900 m/s, θα έχουν κινηθεί περίπου 10 μέτρα. Με αυτή την απόσταση υπάρχει ένα σχετικιστικό λάθος μεγαλύτερο από αυτό που έχει προβλεφτεί .

Ο Sher αναφέρει, επίσης, μια τρίτη επιλογή: ότι η μέτρηση είναι σωστή. Μερικές θεωρίες θεωρούν δεδομένο ότι υπάρχουν επιπλέον, κρυφές διαστάσεις πέρα ​​από τις γνωστές τέσσερις (τρεις τοτ χώρου και μία του χρόνου). Είναι πιθανό ότι τα ταχύτατα νετρίνα “ανοίγουν μια σήραγγα μέσα από αυτές τις πρόσθετες διαστάσεις”, μειώνοντας την απόσταση που πρέπει να ταξιδέψουν για να φτάσουν στο στόχο. Κι αυτό το γεγονός θα μπορούσε να εξηγήσει τη μέτρηση χωρίς να απαιτείται η υπέρβαση της ταχύτητας του φωτός.

Εν τω μεταξύ, ορισμένοι φυσικοί έχουν εκφράσει την επιφύλαξη τους μέχρι το αποτέλεσμα να επιβεβαιωθεί κι από άλλα πειράματα, όπως το MINOSexperiment στο Fermilab ή το πείραμα T2K στην Ιαπωνία.

Το 2007, το πείραμα MINOS έψαξε για πιο γρήγορα από το φως νετρίνα, αλλά δεν είδε τίποτα στατιστικά σημαντικό.

Αν και δύσπιστοι, ορισμένοι είναι πρόθυμοι να δώσουν στους συνάδελφους τους στο Opera την ευκαιρία να τους πείσουν. Γιατί καταλαβαίνουν ότι θα είχαν ψάξει αρκετά τα αποτελέσματα τους πριν τα ανακοινώσουν.

“Είναι έξυπνοι άνθρωποι, δεν πρόκειται για κάποιους εκκεντρικούς,¨συμφωνεί ο Sher. "Αλλά, όπως λέει και το παλιό ρητό, οι ασυνήθιστες δηλώσεις απαιτούν κι εξαιρετικές αποδείξεις. Και το ζήτημα αυτό ασφαλώς είναι πολύ ασυνήθιστο."

About the author

physics4u

Απάντηση

Share