Быстрее скорости света: научная сенсация или ошибка измерения?

Открытие было сделано на ускорителе CERN-а в Швейцарии на основании наблюдения более 15 тыс. нейтринных событий. И вот, 22 сентября ученые решили объявить миру, что нейтрино смогли превысить скорость света (299792458 м/с) и преодолели расстояние на 60 наносекунд быстрее, чем должны были. Превышение скорости было небольшим: скорость нейтрино составила 299798454 метров в секунду, однако здесь важна скорее не она, а факт того, что можно двигаться быстрее света.

Конечно, возможность ошибки ученые допускают – слишком уж сенсационное открытие. Хотя даже это определение слишком слабое – «простое» нейтрино, превысившее скорость света, опрокинуло современную физику и поставило под вопрос все, что мы знаем о мироздании.

Детектор OPERA

Ученые поставили эксперимент следующим образом: ускоренные в протонном суперсинхротроне CERN SPS протоны сталкиваются с графитовой мишенью, вызывая появление различных частиц, таких как пионы и каоны, которые распадаются с образованием мюонных нейтрино. Нейтрино сохраняют направление протонного луча и летят прямо сквозь толщу Земли в сторону детектора OPERA в итальянской лаборатории Гран Сассо. Расстояние похождения пучков нейтрино сквозь ультрасложный детектор OPERA (150 тысяч элементов и общий вес 1300 т) измеряется с погрешностью 20 см на 732 км пути. Точность в 10 наносекунд обеспечивает серия сложнейших приборов, включая сверхточные сигналы системы GPS и атомные часы. Нейтрино проделывают путь из CERN-а в Гран-Сассо всего за 2,4 миллисекунды.

Нейтрино преодолевают под землей 732 км

Поскольку нейтрино не чувствительны к электромагнитным полям, которые обычно используются физиками для работы с другими частицами, нейтрино обнаруживаются в детекторе OPERA во время трансмутации мюонных нейтрино в тау-нейтрино. В результате появляются тау-лептоны, которые оставляют следы на фотопленке, размещенной между множеством слоев свинцовых пластин.

Сенсационное открытие, сделанное в ходе эксперимента OPERA, является результатом семи лет подготовки и трех лет непосредственно «нейтринного обстрела». За это время из CERN-а в Гран-Сассо были отправлены миллиарды миллиардов мюонных нейтрино. Редкость нейтринных осцилляций, в сочетании с тем фактом, что нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом, делает этот эксперимент чрезвычайно сложным.

Результаты эксперимента OPERA находятся в противоречии с хорошо известными законами природы. Конечно, наука часто отметает старые догмы, по этой причине было предпринято множество попыток опровергнуть теорию относительности Эйнштейна, правда до сих пор безрезультатно. Это говорит о том, что открытие CERN-а скорее всего ошибка измерения, поэтому руководство проекта предложило повторить эксперимент на других синхротронах. Это вполне осуществимо на ускорителе в Fermilab возле Чикаго и аналогичной установке в Японии.

Тем не менее, ученые CERN-а считают свои измерения очень точными, что подтверждает статистика более чем 15 тыс. нейтринных событий. Пока же весь научный мир с нетерпением ждет повторения эксперимента, в том числе и на других синхротронах.

Если сенсация подтвердится, то в завтрашний день мы вступим с чистой первой страницей, описывающей законы мироздания. Конечно, есть возможность переписать специальную теорию Эйнштейна, но что из этого получится, пока никто сказать не может. В практическом плане «сверхскорость» нейтрино, верхний предел которой теперь неизвестен, может означать, что гипотетически эти частицы можно использовать, в системах межзвездной коммуникации. Нейтрино полностью инертны и способны проникать даже сквозь самые большие препятствия, например пролететь сквозь Землю. Каждую секунду сквозь тело любого человека проходят триллионы нейтрино, и кто знает, возможно это именно они, а не медленные радиоволны в которые мы так жадно вслушиваемся, служат для связи между внеземными цивилизациями.

Читайте на CNews
Эмоции по команде: как людей делают счастливыми
Нужна ли сертификация ИТ-специалистов для СМБ?
ИТ-услуги для малого бизнеса: цунами приближается