Překvapivě rychlá neutrina II

V říjnu 2011 proběhla světovými médii zpráva, že – dle zatím neověřeného měření – neutrina vyslaná z Cernu a zachycená projektem Opera v Itálii se pohybovala rychlostí vyšší než je rychlost světla. O tom jsem informoval zde.

Senzace ve fyzice

Pokud by se toto měření rychlosti neutrin potvrdilo, byla by to senzace ve fyzice, neboť by to otřáslo teorií relativity, dle které se nic mající kladnou hmotu nemůže pohybovat rychlostí vyšší než je rychlost světla. Vědecký i laický svět tedy v napětí očekával, zda se novými měřeními v Opeře a nezávisle na Opeře jinde na světě nadsvětelná rychlost neutrin potvrdí nebo vyvrátí.

Nedostatky v projektu Opera

23. února 2012 projekt Opera – v news and updates – informoval, že v měření rychlosti neutrin byly dvě chyby (dva nedostatky), které mohly významě ovlivnit výsledek měření rychlosti neutrin. Opera zjištěné nedostatky odstraní a měření provede znovu.

23 February 2012
The OPERA Collaboration, by continuing its campaign of verifications on the neutrino velocity measurement, has identified two issues that could significantly affect the reported result. The first one is linked to the oscillator used to produce the events time-stamps in between the GPS synchronizations. The second point is related to the connection of the optical fiber bringing the external GPS signal to the OPERA master clock. These two issues can modify the neutrino time of flight in opposite directions. While continuing our investigations, in order to unambiguously quantify the effect on the observed result, the Collaboration is looking forward to performing a new measurement of the neutrino velocity as soon as a new bunched beam will be available in 2012. An extensive report on the above mentioned verifications and results will be shortly made available to the scientific committees and agencies.

Projekt Icarus

Nezávisle na projektu Opera tytéž svazky neutronů jako Opera zachytil projekt Icarus. Icarus nedávno publikoval, že dle jeho měření se neutrina pohybovala rychlostí, která je v souladu s teorií relativity.

Další měření

Po odstranění nedostatků bude měření rychlosti neutrin v projektu Opera zopakováno. Též jinde na světě (např. v USA a Japonsku) se připravují měření rychlosti neutrin.

Poučení a (prozatímní) závěr

Nizozemský nositel Nobelovy ceny za fyziku Gerard ´t Hoofd, který byl dotázán, jak hodnotí původně zveřejněnou zprávu s pravděpodobně chybnou rychlostí, v nizozemských televizních novinách 23.2.2012 řekl, že nejde o blunder v projektu Opera, ale o kontrolní měření, o kterém se ukázalo, že nesouhlasí. Toto se ve vědě stává a proto jsou různá kontrolní měření. Konec konců, většina vědců byla k původnímu výsledku měření rychlosti neutrin hodně skeptická.

Pro fyziku by bylo jistě zajímavé, kdyby neutrina otřásla teorií relativity. Mohlo by to mít pozitivní vliv na její další vývoj. Původní výsledek měření rychlosti neutrin v Opeře však pravděpodobně byl až příliš zajímavý, aby byl pravdivý.

Na různých místech na světě (v projektu Opera v Itálii, v USA a Japonsku) v blízké budoucnosti na sobě nezávisle proběhnou měření rychlosti neutrin. Zhruba během roku by tedy měl být znám – snad definitivní – výsledek, jakou rychlostí se neutrina pohybují.

Mám rád změny, speciální teorie relativity se mi z několika důvodů nelíbí (možná však jen proto, že ji dostatečně do hloubky neznám a zcela nechápu) a těšil jsem se, že neutrina teorií relativity otřesou. Obávám se však, že se nakonec ukáže, že neutrina se pohybují v souladu s teorií relativity podsvětelnou rychlostí a senzace se konat nebude.

Dodatek 10.4.2012 11:40

OPERA: What Went Wrong
Čtenář Roman01 mě v diskusi pod článkem upozornil na článek teoretického fyzika Matta Strasslera z 2. dubna 2012, kde podrobně a zasvěceně informuje o tom, k jakým chybám v projektu Opera došlo. Odkaz na tento článek jsem připojil také zde níže do rubriky Související články. Jeho přečtení zájemcům o podrobnosti vřele doporučuji. Je zde například vysvětleno, proč špatné připojení optického kabelu znamelo zpoždění časového signálu (Master Clock timing pulse).