FoodPro Preloader

Å finne bremser på raskere enn lysne nøytrinene


Av Eugenie Samuel Reich of Nature magazine Hevdet at neutrinoer kan reise raskere enn lys har blitt gitt en banke av et uavhengig eksperiment. Den 17. oktober sendte samarbeidet Cosmic and Rare Underground Signals (ICARUS) et papir til preprint-serveren arXiv.org, der den tilbød en tilbakekalling av påstander om at klokkede subatomære partikler kalt neutrinoer som reiser raskere enn lysets hastighet. D

Av Eugenie Samuel Reich of Nature magazine

Hevdet at neutrinoer kan reise raskere enn lys har blitt gitt en banke av et uavhengig eksperiment.

Den 17. oktober sendte samarbeidet Cosmic and Rare Underground Signals (ICARUS) et papir til preprint-serveren arXiv.org, der den tilbød en tilbakekalling av påstander om at klokkede subatomære partikler kalt neutrinoer som reiser raskere enn lysets hastighet. De opprinnelige resultatene ble publisert 22. september av Oscillation Project med Emulsion Tracking Apparatus (OPERA) eksperiment.

Begge forsøkene er basert på Gran Sasso National Laboratory i nærheten av L'Aquila, Italia, og oppdager nøytriner som kommer i en stråle fra CERN, Europas laboratorium for høy energi partikkelfysikk nær Genève i Sveits, ca 730 kilometer unna. I motsetning til OPERA måler ikke ICARUS nøytrinoenes hastighet direkte. I stedet har det vist at energispektret til neutrinene ikke utviser en effekt spådd i forrige måned av Andrew Cohen og Sheldon Glashow, teoretiske fysikere ved Boston University i Massachusetts.

Hvis Cohen-Glashow-effekten er en gyldig prediksjon, er "neutrinos ikke superluminal", sier Sandro Centro, fysiker ved Universitetet i Padua i Italia, nestleder for ICARUS og medforfatter av det siste papiret.

Cohen sier at et energispektrum levert av OPERA viste samme inkonsekvens, og at spektret fra ICARUS har lagt til problemet. "Det er alltid verdifullt å ha ting sjekket selvstendig, " sier Cohen. "Jeg tror det er flott, ICARUS har gjort dette så fort."

For mye fart

Cohen-Glashow-effekten er en forlengelse av et annet fenomen, kjent for fysikere. Lyskilden som går gjennom materialer som vann er lavere enn i vakuum, og ladede partikler som elektroner kan overskride denne lavere hastigheten når de går gjennom mediet. Når de gjør det, har de overflødig energi for deres momentum og utstråler noen i form av fotoner, eller "erenkov-stråling".

Cohen og Glashow konkluderte med at nøytriner som reiser raskere enn lys, ville oppføre seg på samme måte, men som nøytrale partikler ville de utstråle par av elektroner og positrons heller enn fotoner. Dette vil redusere energien til nøytriner som reiser langt avstander.

En slik energireduksjon er ikke sett i nøytrinene fra CERN på deres destinasjon i Gran Sasso. Faktisk, Dario Autiero, fysiker ved Institutt for kjernefysikk i Lyon, Frankrike, og OPERAs fysikk koordinator, sier at målinger av neutrino energier fra OPERA, rapportert i en februar 2011 paper4, har allerede ikke vist tegn på effekten senere spådd av Cohen og Glashow. "Det er veldig kjent, og det har blitt presentert i titalls OPERA-samtaler på konferanser, " sier han, "det er ikke noe vi lærer i dag på grunn av ICARUS."

Autiero legger til at forutsetningene fra Cohen og Glashow kanskje ikke er universelt gyldige. Giacomo Cacciapaglia, en teoretisk fysiker ved King's College London, er enig i at ikke alle modeller av hurtigere enn lysne nøytriner må respektere antagelsene til Cohen og Glashow. Neutrinoer kan for eksempel kunne reise raskere enn lys ved å ta en snarvei gjennom ekstra dimensjoner, i så fall kan de ikke utstråle.

Men Jorge Páramos, en teoretisk fysiker ved Det Høyere Tekniske Institutt i Lisboa, sier at tinkering med teorien på denne måten er et farlig spill. "Det krever at du velger fra det tilgjengelige spekteret av teoretiske begreper, og kan også føre til uenighet med andre veletablerte eksperimentelle resultater (ikke relatert til lysets hastighet)", sier han.

Over 80 papirer er lagt ut på ArXiv, og diskuterer OPERAs resultat. De fleste forsøker å forklare det teoretisk, men en liten minoritet hevder å finne problemer. Autiero mener at til tross for stor interesse fra publikum og media, må debatten spille ut ved normal vitenskapelig tempo, "som er nødvendigvis sakte". Det eksperimentelle arbeidet som var grunnlaget for OPERAs påstand tok nesten seks år. "Ytterligere utviklinger vil bli raskere, men kan ikke skje om noen få dager, " sier han.

To eksperimenter planlegger å prøve å teste OPERAs måling av neutrinohastighet: The Main Injector Neutrino Oscillation Search (MINOS) -eksperimentet basert på Fermilab i Batavia, Illinois, og Tokai til Kamioka (T2K) -eksperimentet i Japan. Det er heller ikke sannsynlig å ha resultater i noen måneder.

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra bladet Nature . Artikkelen ble først publisert 20. oktober 2011.

Siste nytt

Anbefalt


Smart Termostater overvinne brukereEtanol Ordningen for å rense luft i milliarder av kjøkken går opp i røykDatamusens opprinnelseBetal for hva som fungererArbeid det: Mer aktivitet = Senere aldringFordeler med kutting av drivhusgasser er ikke tydelig i flere tiårNanoparticles hjem på hjernekreftResuscitating Atomic Airplane: Flying på en fløy og en isotop