Komoly csapás a fénynél gyorsabb neutrínókra[origo]|2011. 10. 20., 14:23|Utolsó módosítás:2011. 10. 21., 8:11|
Ez
a cikk 242 napja frissült utoljára. A benne szereplő információk a
megjelenés idején pontosak voltak, de mára elavultak lehetnek. Már több kritika is megjelent a fénysebességet állítólag átlépő neutrínók ellen, amelyek alapjaiban ráznák meg a modern fizikát.
Mint arról idén szeptemberben beszámoltunk, fizikusok bejelentése
szerint a neutrínó nevű részecskék átlépték a fénysebességet, annak
húszmilliomod részével. A bejelentés azonnal nagy szakmai vitákat
váltott ki: ha ugyanis sikerül igazolni az eredményt, akkor megdől a
fizika egyik alaptörvénye és Einstein speciális relativitáselmélete (a
részleteket lásd korábbi cikkünkben).
Egy október 17-én az arXiv.org oldalon megjelent és a Physical Review
Lettersben rövidesen megjelenő tanulmány máris komoly érveket hoz fel a
fénynél gyorsabb neutrínók ellen. Andrew Cohen és a Nobel-díjas Sheldon
Glashow, a Boston University fizikusai szerint ha a jelenség valóban
fellépett volna, akkor annak nyomait látni kellene a neutrínók
energiavesztésében, erre utaló nyomok azonban nincsenek - írja a Science hírszolgálata.
Mint azt korábban leírtuk, az OPERA nevű kísérletben neutrínók
száguldanak a genfi CERN-ből a Rómától délre fekvő Gran Sasso föld
alatti laboratóriuma felé, 730 kilométer hosszan a földkéregben. Ennek a
neutrínónyalábnak a vizsgálata során mérték a fénysebességnél nagyobb
értéket.
Az elmélet szerint a földkéregben haladó neutrínóknak - bármennyire
is nagy az áthatolóképességük - energiát kellett volna veszíteniük a
földkéregben való haladásuk közben. Ehhez hasonló jelenséget régóta
vizsgálnak vízben és más anyagokban, amelyekben a fény sebessége kisebb,
mint a világűrben.
Az energiavesztést, illetve az abból adódó sugárzást
(Cserenkov-sugárzás) sem az OPERA, sem a másik Gran Sasso-kísérlet, az
ICARUS nem mérte. "Eléggé meg vagyunk győződve arról, hogy a kísérlet
rossz" - mondta Sheldon Glashow a Science hírszolgálatának az OPERA-kísérletről.
"A bejelentés óta több kritika is megjelent a fénynél gyorsabb
neutrínók ellen, de egyik sem igazán meggyőző, bár a kísérlet
eredményében magam is kételkedem. A részecskeelmélet egyik legnagyobb
alakja, a Nobel-díjas Glashow szerint az OPERA-kísérlet nyilvánvalóan
hibás, mert a fénysebességnél gyorsabb neutrínónak, amennyiben léteznek,
sugárzással el kellene veszteniük az energiájukat. Ez azért furcsa,
mert a neutrínó semleges részecske, és eddig Cserenkov-sugárzást csak
elektromosan töltött részecskére figyeltek meg" - mondja Horváth Dezső, MTA KFKI RMKI és az ATOMKI részecskefizikusa.
A kísérleti eredmények ellenőrzése során megvizsgálják az OPERA által
használt két atomórát is. Felmerült, hogy Einstein általános
relativitáselmélete miatt a két óra nem egységesen "jár", az egyikre
ugyanis nagyobb gravitációs erő hat, mint a másikra.
"Érdekes a groningeni Ronald van Elburg ellenvetése, de számomra nem
igazán meggyőző. Feltételezi ugyanis, hogy egyetlen GPS műhold adja a
két jelet és az a CERN-Gran Sasso vonalon mozog. Relativisztikus hatás
miatt a gyorsan mozgó GPS 32 nanoszekundummal rövidebb időt jelezne,
mint a földhöz rögzített órák. "Valójában nagyon valószínűtlen, hogy a
sok lehetségesből mindegyik ugyanazt a műholdat lássa 730 kilométerről,
és hogy az éppen a két laboratórium közötti egyenesen mozogjon." A
GPS-helymeghatározás egyszerre legalább 4 műholdra épít, és azok igen
gyorsan mozognak, különböző irányban. Ha az egyik neutrínó repülési
idejének meghatározásánál tényleg volna egy olyan nagy, 32
nanoszekundumos hiba, az a következő neutrínónál biztosan más érték
volna, esetleg éppen ellenkező irányú, és így legfeljebb kissé növelné a
mérés szisztematikus bizonytalanságát, de nem lehetne hozzáadni a mért
átlagos értékhez, ahogy a szerző feltételezi. A 32 32 nanoszekundumos
különbség nagynak tekintendő, hiszen a fény az alatt csaknem 10 métert
tesz meg, és a GPS igazi (katonai) pontossága annál sokkal jobb" -
mondja Horváth Dezső.
|