NAUKA I ASTRONOMIA

Cząstki łamiące ograniczenia prędkości?

Niespodziewane wiadomości podał w piątek Paryż, mówiąc o czwartkowym raporcie fizyków, którzy wypowiadają się na temat sub-atomowych cząsteczek nazywanych neutrina, które jak się okazuje mogą podróżować szybciej od prędkości światła. Jeśli te odkrycie zostanie potwierdzone – wyrwie dziurę w teorii względności Einsteina. W eksperymentach prowadzonych przez Europejską Organizację Badań Jądrowych CERN w Szwajcarii oraz laboratorium we Włoszech, małe cząstki zostały uchwycone z prędkością 300,006 kilometrów na sekundę, co jest około 6 km/sek szybszym wynikiem niż prędkość samego światła.

„Ten rezultat wprowadził nas w kompletne zdumienie”, powiedział Antonio Ereditato – rzecznik eksperymentu, znanego jako Opera. „Chcieliśmy zmierzyć prędkość neutrinów, jednak nie oczekiwaliśmy, że uda znaleźć się coś wyjątkowego”.

Naukowcy spędzili blisko sześć miesięcy na „sprawdzaniu, testowaniu, kontrolowaniu oraz ponownym sprawdzaniu”, zanim niniejsza wiadomość została przedstawiona – dodaje.

Uczeni zaangażowani w eksperyment byli bardzo ostrożni w opisywaniu znaczenia i implikacji związanych z tym odkryciem i odwołali się do fizyków z całego świata, aby dokładnie przeanalizowali ich dane, które mają być dostępne w sieci w ciągu najbliższej nocy.

Odkrycia, jak przyznają naukowcy, mogą potencjalnie zmienić i przemodelować nasze rozumienie świata fizycznego.

„Jeśli pomiary zostaną potwierdzone, to przypuszczalnie zmieni się nasze spojrzenie na fizykę”, powiedział dyrektor badań w CERN – Sergio Bertolucci – potwierdzając pogląd, który odbił się szerokim echem wśród niezależnych fizyków.

Podczas eksperymentu, naukowcy wystrzelili wiązkę promieni, produkując miliardy neutrinów z CERN, które było rozstawione na francusko-szwajcarskiej granicy, w pobliżu Genewy, do Laboratorium Gran Sasso, we Włoszech, oddalonego o 730 kilometrów.

Neutrina są elektrycznie obojętnymi cząsteczkami, tak drobnymi, że stosunkowo niedawno odkryto, że posiadają masę. Bardzo liczne, jednak trudne do wykrycia – jak się na nie powiada – „cząsteczki duchów” – są produktem nuklearnej fuzji gwiazd takich jak nasze Słońce.

„Neutrina dotarły na miejsce 60 nanosekund wcześniej niż 2.3 milisekundy, które potrzebowało światło, aby przebyć tę drogę”, powiedział Ereditato, dodając, że margines błędu był mniejszy niż 10 nanosekund.

Bazując na teorii względności Alberta Einsteina, fizyczne obiekty nie mogą podróżować szybciej niż prędkość światła w próżni.

Fakt, że neutrina poruszają się przez materię – włączając w to pasek powierzchni Ziemi – nie mógł spowodować ich przyspieszenia, powiedział francuski fizyk Pierre Binetruy, który nie był zaangażowany w projekt, jednak jest jedną z osób, które sprawdziły przedstawione dane.

„Fakt ten mógł je spowolnić, jednak z pewnością nie wpłynął na ich szybkość przekraczającą prędkość światła”, powiedział w czwartkowym wywiadzie w Paryżu.

Binetruy opisuje rezultaty jako „całkowicie rewolucyjne”, dodając, iż jeśli zostaną potwierdzone i powtórzone, to zmusi fizyków na ponowny powrót przed szkolne tablice.  „Ogólna teoria względności oraz szczególna teoria względności – obie w tym przypadku są wywołane do odpowiedzi”, dodaje.

Alfons Weber, ekspert w dziedzinie neutrinów, który brał udział w podobnym eksperymencie przeprowadzonym w 2007 roku w amerykańskim Fermilab, przyznaje, że szybsze od światła neutrina nie mogą być dopasowane do obecnych teorii, jednak zaznacza, że taki rezultat musi być powtórzony w innym miejscu.

W rozmowie telefonicznej z paryskim biurem prasowym powiedział, że wciąż istnieje możliwość błędu w pomiarach. „To byłoby zbyt ekscytujące aby było prawdziwe, stąd jestem tak ostrożny”.

Wcześniejszy test, przeprowadzony na tym samym dystansie również wykazywał minimalną przewagę neutrinów w tym wyścigu ze światłem, jednak rezultaty zawierały się wewnątrz marginesu błędu, powiedział Weber – profesor fizyki cząsteczkowej z Uniwersytetu w Oxfordzie.

Dodaje również, że oświadczenie CERN’u jest rozumiane również jako wskazówka, jak i sugestia do kolejnej rundy bardziej precyzyjnych testów na terenie Stanów Zjednoczonych. Nawet jeśli nowe odkrycia zostaną potwierdzone, nie znaczy to, że unieważnią dorobek Einsteina i jego wyjątkowo wnikliwe teorie, które można rzec, trzymały fizyczną władzę od ponad wieku.

„Teoria specjalnej względności zawsze będzie dobrą teorią, jeśli zastosuje się ją w środowisku, gdzie jej podstawy są niezbite, jednak prawdopodobnie będzie trzeba będzie ją rozszerzyć i dodać kilka modyfikacji”, zaznacza na koniec.

Teoria grawitacji Newtona, dodaje naukowiec, wciąż wyjaśnia ruch planet na tyle prawdziwie, że jesteśmy w stanie wysyłać misje kosmiczne w przestrzeń – nawet jeśli teorie Einsteina udowadniają, że nie jest ona do końca poprawna.

Zajmujący się fizyką teoretyczną uczeni są pewni, że rozpocznie to szereg konceptów oraz poszukiwań nowych wyjaśnień związanych z niespodziewaną prędkością neutrinów.

Może okazać się tak, że „cząstki znalazły jakiś skrót w innym wymiarze”, niż znane cztery – trzy związane z przestrzenią plus czas. Takie stwierdzenie zaryzykował Binetruy. „Lub po prostu okaże się, że prędkość światła nie jest granicą prędkości z jaką można się poruszać”.

Idea Fair Play