Próby wyjaśnienia fenomenu neutrino szybszego od światła
Gdy przed trzema tygodniami świat obiegła sensacyjna wiadomość o przekroczeniu prędkości światła przez neutrino, setki naukowców ruszyły do pracy, zastanawiając się nad wyjaśnieniem tego fenomenu. Do zbiorów arXiv trafiło już ponad 80 prac, których autorzy próbują opisać nowo odkryte zjawisko. Niektóre z nich sugerują powstanie nowej fizyki, w której np. neutrino podróżują przez dodatkowe wymiary, inni twierdzą, że odkrycie naukowców pracujących przy eksperymencie OPERA da się wyjaśnić na gruncie istniejących teorii.
W jednym z artykułów zwrócono uwagę, że gdy w 1987 roku zaobserwowano potężną supernową (SN 1987A), pochodzące z niej neutrino dotarły na Ziemię trzy godziny wcześniej niż zauważono emitowane przez eksplozję światło. Wówczas wyjaśniono to zjawisko faktem, że dla neutrino cała materia jest praktycznie przezroczysta, mogą one podróżować bez przeszkód. Tymczasem fotony są wielokrotnie pochłaniane, odbijane i ponownie emitowane. Naukowcy doszli wówczas do wniosku, że z tego też powodu fotony wydostały się z eksplodującej gwiazdy później niż neutrino. Autorzy współczesnego opracowania wyliczają, że gdyby neutrino podróżowały szybciej od światła, a różnica w prędkości byłaby taka, jaką uzyskano w eksperymencie OPERA, to neutrino ze wspomnianej supernowej powinny dotrzeć do nas ponad cztery lata przed fotonami. Tymczasem różnica wynosiła trzy godziny.
Z kolei laureat Nagrody Nobla Sheldon Glashow i jego koledzy zwracają uwagę, że zgodnie z Modelem Standardowym neutrino o wystarczająco dużej energii powinno doprowadzić do powstania par elektron-pozytron. W procesie tym, zwanym emisją Cohena-Glashowa, dochodzi jednak do zmniejszenia energii neutrino, co z kolei prowadzi do spowolnienia jego ruchu. Tym samym neutrino nie mogłoby przekroczyć prędkości światła.
Ronald A.J. van Elburg zauważa natomiast, że pomiary odległości i czasu podróży neutrino były wykonywane za pomocą systemu GPS. System ten korzysta z satelitów, które bez przerwy krążą wokół Ziemi. Sama Ziemia również się obraca, a zatem źródło neutrino (CERN) i wykrywacz neutrino w Gran Sasso zmieniały w czasie eksperymentów położenie względem siebie. Elburg wylicza, że zmiany położenia powinny doprowadzić do niedokładności pomiaru wynoszącej 64 nanosekundy. Tymczasem uczeni z Włoch informowali, że neutrino przybyły o 60 nanosekund szybciej od światła, co potwierdzałoby obliczenia Elburga.
Środowisko naukowe ciągle toczy gorące spory mające na celu wyjaśnienie wyników eksperymentu OPERA. Nam pozostaje czekać, aż uczeni wypracują wspólny pogląd na ten temat.
Komentarze (4)
Irek, 17 października 2011, 20:04
Odpowiedz jest prosta. Neutrina to bujda.
robertcb, 20 listopada 2011, 21:59
Może to jest tak, że po ich wytworzeniu w akceleratorze, mają one taką prędkość początkową, że na odległości 732 km daje im czas przebycia 60ns krótszy niż to wynika z prędkości światła w próżni, ale gdyby przeprowadzić eksperyment na dłuższym dystansie np dwukrotnym, okazałoby się że wcale to nie jest 120ns, ale coś z przedziału 60-120ns. Mogłoby tak być, że początkowa prędkość neutrin jest większa niż c, ale w miarę pokonywania odległości coś hamuje te czątki, czy też tracą energię i ta prędkość stopniowo spada, zbliżając się do c (od górnej strony) ale jej nie przekraczając ani nie osiągając. Może są to czątki które mogą się poruszać wyłącznie z prędkością większą niż c, ale ich prędkość nie jest stała i może w miarę upływu czasu dążyć do c.
To by tłumaczyło obserwację neutrin od odległej o 168 tys lat świetlnych SN 1987A w zaledwie trzy godziny przed światłem, i wynik ok 60ns ostatnio uzyskany między CERN i OPERA na dystansie 732 km.
Jaka jest odległość w prostej (przez skorupę ziemską) między MINOS i Fermilab?
Ciekawe czy jeśli zostanie powtórzony tam ten eksperyment i neutrina nadal okażą się być szybsze niż c, to czy przy innej odległości od akceleratora zostanie zachowana proporcja odległości między akceleatorami i detektorami, oraz wynikającej z odległości różnicy czasu.
A moze dałoby się w MINOS odbierać neutrina generowane w CERN, jak i żeby OPERA odbeirała neutrina generowane przez Fermilab? Wtedy byłoby więcej opcjii pomiarów.
Dotychczas jeśli chodzi o pomiary laboratoryjne, znamy wynik tylko w przypadku jednej odległości.
Drugi przypadek to własnie SN 1987A.
waldi888231200, 21 listopada 2011, 21:46
Jakim cudem?? skoro dla światła 730km to pikuś (2,5milisekundy). Jestem zdziwiony że nie używają zegarów atomowych.
mikroos, 21 listopada 2011, 21:51
Jak najbardziej korzystają z zegarów atomowych. Satelity GPS są synchronizowane właśnie wg nich