Atklājumi.lv

e-žurnāls par zinātni, cilvēku un rītdienas tehnoloģijām

Atkārtots eksperiments apstiprina: neitrīno ceļo ātrāk par gaismu

23. septembrī Eiropas kodolpētījumu centra CERN zinātnieki nāca klajā ar ziņojumu par eksperimenta rezultātiem, kuri liecina, ka elementārdaļiņas neitrīno var ceļot telpā ātrāk par gaismu. Ņemot vērā, ka Einšteina speciālā relativitātes teorija postulē, ka vakuumā nekas nevar pārvietoties ātrāk par gaismu, šis paziņojums fiziķu vidū tika uzņemts ar krietnu skepses devu. Tagad jauns šo pašu pētnieku iegūts rezultāts apstiprina iepriekš publicētos datus.

Sākotnējā eksperimentu sērijā tika mērīts ātrums neitrīno kūlim, kas tika caur Zemes garozu raidīts no CERN pētniecības centra Ženēvā uz 732 kilometrus tālo projekta OPERA (Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus) Gran Sasso apakšzemes laboratoriju Itālijā. Neitrīno spēj iziet cauri iežu masai, jo ļoti vāji mijiedarbojas ar vielu. Itālijā tos uztver detektors. Šādā veidā 3 gados reģistrēti aptuveni 16 000 neitrīno, precīzi fiksējot to "starta" un "finiša" laiku. Aprēķinot neitrīno vidējo ātrumu, izrādījās ka tas ir mazliet lielāks par gaismas ātrumu, proti, neitrīno ieradās detektorā 60 nanosekundes (1 ns = 0,000000001 s) par agru. Zinātnieki par rezultātu ir ļoti pārliecināti, statistiskas nobīdes iespējamība ir tikai 1 no 500 miljoniem. Bet, varbūt, ka nepareizi izmērīts attālums vai laiks? Pēc lieliem pūliņiem attālums starp daļiņu avotu un detektoru izmērīts ar 20 centimetru preciztāti, kas dod aptuveni 1 nanosekundes kļūdu. Laiks, izmantojot GPS, fiksēts ar aptuveni 10 nanosekunžu precizitāti. Šīs kļūdas ir mazākas par reģistrēto 60 ns nobīdi. [1]

Atbildot uz izteikto kritiku par eksperimenta nepilnībām, OPERA projektā iesaistītie zinātnieki publicēja visus neapstrādātos datus un aicināja kolēģus citās valstīs atkārtot šo pašu pētījumu, lai apstiprinātu jeb noliegtu iegūtos rezultātus. Ņemot vērā eksperimenta sarežģītību un dārdzību, nav pārsteigums, ka pirmie, kas nāca klajā ar atkārtotiem rezultātiem bija paši CERN pētnieki.

Šoreiz, lai panāktu precīzāku mērījumu iespējamību, tika izšauti ļoti īsi neitrīno kūļi. Pulsāciju ilgums bija tikai 3 nanosekundes starp kurām tika ieturētas līdz 524 nanosekundēm garas pauzes. Gran Sasso detektors laika posmā no 21. oktobra līdz 6. novembrim reģistrēja 20 "tīrus" neitrīno, kuri, kā paziņoja pētnieki, precīzi atbilst no CERN daļiņu paātrinātāja izšautajiem kūļiem. Visos gadījumus mērījumu rezultāti atbilda iepriekš iegūtajiem. Tāpat kā iepriekš pētījuma autori aicina citas laboratorijas atkārtot eksperimentu.

Nav šaubu, ka gadījumā, ja citos, neatkarīgos eksperimentos apstiprināsies OPERA iegūtie dati, nāksies pārskatīt virkni teoriju, izraisot revolucionāras pārmaiņas gan elementārdaļiņu fizikā, gan kosmoloģijā. Tas gan vēl nenozīmē, ka Einšteina speciālās relativitātes teorija izrādīsies nepareiza, to tikai, iespējams, nāksies iekļaut kādā citā, visaptverošākā teorijā, tāpat, kā savulaik Einšteina teorija iekļāva Ņūtona likumus.

Attēlā: Skats OPERA detektora iekšpusē. Publicitātes foto.

Avoti un literatūra:

[1] http://www.lu.lv/terra2/raksti/t/7772/

http://physicsforme.wordpress.com

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.