Misterija neutrina bržih od svjetlosti

Nizozemski znanstvenik Ronald van Elburg u petak je objavio da smatra da je uspio riješiti misterij neutrina koji, protivno predviđanjima teorije relativnosti, putuju brže od svjetlosti te da njegov izračun samo potvrđuje da je Einstein bio u pravu.

Od konferencije za novinare na kojoj su fizičari objavili rezultate mjerenja koji su pokazali da neutrini iz CERN-a u Švicarskoj do eksperimenta Opera u Italiji stižu 60 nanosekundi prije nego što bi trebali kada bi putovali najvećom mogućom brzinom – brzinom svjetlosti – prošla su tri tjedna. Vijest je izazvala veliko uzbuđenje u znanstvenoj zajednici. U kratkom vremenu na tu temu objavljeno je više od 80 radova koji su pokušali objasniti misterij, a većina njih temelji se na ideji da je u eksperimentu došlo do nekog previda.

Gdje se potkrala greška?

Prema Ronaldu van Elburgu sa Sveučilišta u Groningenu, greška je nastala zato što fizičari Opere u svojim proračunima nisu u obzir uzeli relativističke efekte u mjerenju vremena.

Ako želimo izračunati brzinu nekog objekta, dovoljno je znati udaljenost na koju putuje i vrijeme koje mu je potrebno za to putovanje – brzina ‘v’ je put ‘s’ kroz vrijeme ‘t’ (v = s/t). U slučaju eksperimenta Opera, mjesto na kojem se stvaraju neutrini u CERN-u relativno je lako odrediti GPS-om. Položaj laboratorija u Gran Sassu u Italiji malo je teže locirati jer se nalazi ispod planine visoke jedan kilometar. Znanstvenici Opere tvrde da su udaljenost od 730 km izmjerili s preciznošću od 20 cm, što je dovoljno za točnost eksperimenta.

Mjerenje vremena putovanja neutrina malo je veći problem, no tim iz Opere tvrdi da je svojim preciznim satovima postavljenima na oba kraja staze točno utvrdio trenutak nastanka neutrina, kao i trenutak kada su oni stigli do detektora.

Međutim, Van Elburg ističe da je ključ problema u pravilnoj sinkronizaciji satova. Ona se obavlja pomoću GPS satelita koji šalju vrlo točne vremenske signale iz Zemljine orbite s visine od oko 20.000 km. To u izračun uvodi brojne dodatne komplikacije koje treba uzeti u obzir, kao što je vrijeme putovanja GPS signala do tla. Prema Van Elburgu, čini se da su fizičari Opere pogriješili upravo u tom segmentu, odnosno da su previdjeli relativističko kretanje GPS satova. Logično je pretpostaviti da kretanje satelita nije bitno. Radiovalovi koji nose signal putuju brzinom svjetlosti koja je prema teoriji relativnosti uvijek ista, bez obzira na brzinu kojom se sateliti kreću. No tu postoji i jedan ‘fini’ problem. Za razliku od brzine svjetlosti, brzina rada satova ovisi o kretanju. Naime, eksperiment se odvija na Zemlji, a satovi se nalaze u orbiti. Prema teoriji relativnosti, vrijeme različito protječe za promatrače koji se kreću jedan u odnosu na drugoga – to vrlo slikovito opisuje poznati paradoks blizanaca koji stare različitim brzinama kada se jedan od njih kreće.

Kako se sateliti kreću u odnosu na eksperiment Opera? Njihove putanje postavljene su pod kutom od 55 stupnjeva u odnosu na ekvator. To olakšava računicu jer je približno isti smjer kojim se kreću neutrini na svojim stazama. Iz perspektive GPS satelita položaji izvora neutrina i detektora se mijenjaju. ‘Iz perspektive sata detektor se kreće prema izvoru neutrina te je udaljenost koju čestice prelaze kraća nego što se mjeri iz perspektive na Zemlji’, rekao je Van Elburg, koji smatra da je Operin tim previdio tu činjenicu jer je razmišljao o satovima  kao da su postavljeni na tlu, a ne u orbiti.

Kolika je veličina tog efekta? Van Elburg je izračunao da bi zbog njega neutrini trebali stići na cilj 32 nanosekunde ranije. No to vrijeme treba pomnožiti s dva, jer ista greška nastaje na oba kraja eksperimenta – na izvoru neutrina, kao i na njihovu cilju, detektoru. Drugim riječima, ukupna korekcija trebala bi biti 64 nanosekunde, što gotovo savršeno odgovara pogrešci koju je zabilježila Opera.

Dr. Ljubičić: Imali smo satove u vidu

To otkriće je vrlo zanimljivo, međutim trebat će proći temeljite provjere prije nego što ga znanstvena zajednica prihvati – ili odbaci.

Voditelj hrvatskog tima u eksperimentu Opera, dr. Ante Ljubičić kaže da to nije prva studija koja je predložila takvo rješenje. ‘Već smo razmotrili slične ideje i pokazali da smo u svojim proračunima vodili računa o relativističkom vremenu. Odgovorili smo na primjedbe i odbacili ih, tako da problem neutrina bržih od svjetlosti i dalje ostaje neriješen’, rekao je za tportal dr. Ljubičić.

Čini se, dakle, da dosadašnjih 80-ak studija i nekoliko tjedana promišljanja svjetskih znanstvenika ipak nije dovoljno da bi se misterij neutrina bržih od svjetlosti mogao smatrati konačno riješenim.

izvor: tportal.hr

*** ***

The relativistic motion of clocks on board GPS satellites exactly accounts for the superluminal effect, says physicist.

It's now been three weeks since the extraordinary news that neutrinos travelling between France and Italy had been clocked moving faster than light. The experiment, known as OPERA, found that the particles produced at CERN near Geneva arrived at the Gran Sasso Laboratory in Italy some 60 nanoseconds earlier than the speed of light allows.

The result has sent a ripple of excitement through the physics community. Since then, more than 80 papers have appeared on the arXiv attempting to debunk or explain the effect. It's fair to say, however, that the general feeling is that the OPERA team must have overlooked something.

Today, Ronald van Elburg at the University of Groningen in the Netherlands makes a convincing argument that he has found the error.

First, let's review the experiment, which is simple in concept: a measurement of distance and time.

The distance is straightforward. The location of neutrino production at CERN is fairly easy to measure using GPS. The position of the Gran Sasso Laboratory is harder to pin down because it sits under a kilometre-high mountain. Nevertheless, the OPERA team says it has nailed the distance of 730 km to within 20 cm or so.

The time of neutrino flight is harder to measure. The OPERA team says it can accurately gauge the instant when the neutrinos are created and the instant they are detected using clocks at each end.

But the tricky part is keeping the clocks at either end exactly synchronised. The team does this using GPS satellites, which each broadcast a highly accurate time signal from orbit some 20,000km overhead. That introduces a number of extra complications which the team has to take into account, such as the time of travel of the GPS signals to the ground.

But van Elburg says there is one effect that the OPERA team seems to have overlooked: the relativistic motion of the GPS clocks.

It's easy to think that the motion of the satellites is irrelevant. After all, the radio waves carrying the time signal must travel at the speed of light, regardless of the satellites’ speed.

But there is an additional subtlety. Although the speed of light is does not depend on the the frame of reference, the time of flight does. In this case, there are two frames of reference: the experiment on the ground and the clocks in orbit. If these are moving relative to each other, then this needs to be factored in.

So what is the satellites’ motion with respect to the OPERA experiment? These probes orbit from West to East in a plane inclined at 55 degrees to the equator. Significantly, that's roughly in line with the neutrino flight path. Their relative motion is then easy to calculate.

So from the point of view of a clock on board a GPS satellite, the positions of the neutrino source and detector are changing. “From the perspective of the clock, the detector is moving towards the source and consequently the distance travelled by the particles as observed from the clock is shorter,” says van Elburg.

By this he means shorter than the distance measured in the reference frame on the ground.

The OPERA team overlooks this because it thinks of the clocks as on the ground not in orbit.

How big is this effect? Van Elburg calculates that it should cause the neutrinos to arrive 32 nanoseconds early. But this must be doubled because the same error occurs at each end of the experiment. So the total correction is 64 nanoseconds, almost exactly what the OPERA team observes.

That's impressive but it's not to say the problem is done and dusted. Peer review is an essential part of the scientific process and this argument must hold its own under scrutiny from the community at large and the OPERA team in particular.

If it stands up, this episode will be laden with irony. Far from breaking Einstein's theory of relatively, the faster-than-light measurement will turn out to be another confirmation of it.

izvor: technologyreview.com

Comments

  1. Kako da ne, sad će oni da objasne kako su pametniji od stotine najboljih naučnika svijeta okupljenih u Černu, i koji su dokazali da se Ajnštajnovo lupetanje može bačit u smeće.

    Samo je sad frka što su svi oni se napasali sa tih relativističkih livada, pa sad malo teže im je da prihvate činjenice, plus jevrejski lobi mora održat Ajnštajnovu doktrinu, jer prvi osporavatelji eksperimenta Opera su, gle čuda, bili jevrejski naučnici, i sve mi se čini neki kapital koji se vrti oko toga, recimo bankarski.

    http://teorijarelativnosti1905naucnaprevara.blogger.ba/

    Preporuka za ovaj blog i to kako jedan naš naučnik vidi i dokažuje kakve su tu samo mućke rađene.

    Inače nije tačan navod koji se sugeriše u tekstu, reakcije u svijetu nijesu bile većinski da je u pitanju greška već podijeljene – znači neki naučnici su govoriili da je u pitanju greška a neki da je ovo ogroman korak naprijed i da treba još eksperimenata. E sad, taj korak naprijed se moga uradit i od 1905 do 1945. da nije bilo forsiranja glupave Teorije relativnosti, a ono što je najbitnije od svega je to što ovo praktično znači da se komplet teorija zajedno sa paradoksom blizanaca, crvotočinama, iz nje na silu produkovane kvantne teorije, torija struna, višedimenzionalni prostor, itd, kao i traganje za objedinjenom teorijom može odbačit.

    Kasnimo jedno sto godina zbog ovog gluperde i T.R.

  2. Odavno je AA rekao da ako je netacna teorije relativiteta dovoljan je jedan covjek da bi dokazao sunoprotno.

  3. “Samo su dve stvari večite – kosmos i ljudska glupost, mada za kosmos i nisam toliko siguran.” – Albert Ajnštajn

  4. Iz dokumentarnog filma Tesla ili prilagođavanje anđela: “…nije zakrivljen prostor, zakrivljen je ljudski um…”.

  5. Eo što je Ajnštajn napisao u prepisci (opet ne javno) o svojoj teoriji nakon što je skoro pola vijeka uživao u slavi, parama i slično, nezasluženo naravno, čega je i bio svjestan, nakon što je u crno zavio fiziku i astrofiziku 20-og vijeka, tj drugi njegovo falsifikovanje drugih naučnika i smućkavanje proglasili za dogmu a on, folirant, naravno ćutao:

    ***
    “Vi zamišljate, da ja sa jednim mirnim zadovoljstvom mogu gledati na moje životno dijelo, ali izbliza gledano, izgleda potpuno drugačije. U mom dijelu ne postoji ni jedan jedini pojam, za koji sam uvjeren, da će u budućnosti ostati postojan, i ja se osijećam potpuno nesigurno i pitam se, da li sam uopšte na pravom putu…”

    Albert Einstein u pismu svom drugu Solovine 1949

    Izvor: Jelovac Seadin, knjiga “Eistenova teorija – sto godina laži”

    ***

  6. „DA BI MOGAO BITI CLAN STADA OVACA, KAO PRVO MORAS BITI OVCA“ – Albert Einstein
    Naivno je vjerovati poslije ovog eksperimenta u CERN-u sa Neutrinima brzim od svijetlosti, da ce doci kraj ovakvoj besmislenoj i „mesijansko-fantasticnoj“ nauci koju je utemeljio Einstein i da ce Teorija relativnosti biti izbacena iz nje. Prevarantski mentalitet koji je ovu teoriju na silu „uveo“ u nauku i vec 100 godina GUSI SVAKU KRITIKU, sa ovim eksperimentom namjerava da izvede dvostruku prevaru:
    1) Senzacijom otkrica neceg novog u CERN-u ce im pomoci da kupe jos vremena, kao i to da dobiju nova financijska sredstva
    2) Nakon 1-2 godine nakon dugotrajnog i mukotrpnog trazenja uzroka za postojanje brzine vece od svjetlosne, pronaci ce i objasnjenje za taj uzrok, a to ce biti, gle cuda!!! Upravo Teorija relativnosti na osnovu koje ce i objasniti taj eksperiment.
    REZULTAT TOG EKSPERIMENTA CE BITI:
    JOS JEDNA BRILIJANTNA POTVRDA TEORIJE RELATIVNOSTI…
    HALELUJA!!!
    VUK SIT A OVCE NA BROJU.

    Seadin Jelovac

  7. Seadine,

    možete li okvirno reći kolka je šteta, materijalna i nematerijalna, za ljude, obične i naučnike, za nauku uopšte, čovječanstvo, itd – u 20-om vijeku – zbog toga što je gurana pogrešna Ajnštajnova teorija?
    Bio bi dosta bitan podatak ja mislim, jer su se stotine hiljada učenika i studenata obrazovali na nečemu pogrešnom kao neprikosnovenoj istini, što je samo po sebi katastrofa, i bez posljedica koje ima produkujući generacije relativista.

    Hvala.

  8. A Tesla se smeje. Sa sve ekipom s one strane.

  9. Obaranje teorija
    Novi eksperiment pokazao da neutrini putuju brže od svjetlosti!

    Naučnici iz Italije i evropske istraživačke laboratorije CERN obavili su novi eksperiment sa neutrinima, a rezultati ponovo pokazuju da ove čestice mogu da putuju neznatno brže od svjetlosti.
    Novi dokazi prijete da obore Ajnštajnovu teoriju relativiteta iz 1905. godine i dogmatsku tvrdnju da ništa ne može da se kreće brže od svjetlosti. Na ovoj teoriji zasnovano je savremeno razmišljanje o funkcionisanju svemira.

    U novom eksperimentu u laboratoriji Gran Saso ponovo je izmjereno vrijeme koje je bilo potrebno da snop neutrina stigne iz laboratirije CERN-a u Ženevi, udaljenoj 720 kilometara.

    Šokantni rezultati prvog eksperimenta, koji je obavljen u septembru, primljeni su sa sumnjama, jer su pokazali da je neutrino brži od svjetlosti za djelić sekunde.

    Naučnici sa italijanskog Instituta za nuklearnu fiziku saopštili su da su u novim testovima željeli da isključe potencijalni sistemski propust koji je možda uticao na rezultate prvog eksperimenta.

    “Pozitivan ishod ovog testa pojačava naše povjerenje u rezultat, ali konačan sud može se donijeti tek na osnovu analognih mjerenja u drugim dijelovima svijeta”, navodi se u saopštenju.

    Fizičari koji su obavili prvi eksperiment navode da su mjesecima provjeravali dobijene rezultate kako bi našli eventualnu grešku u aparatima ili metodi mjerenja.

    Ukoliko rezultati budu potvrđeni, naučnici se slažu da će to biti dokaz da je Albert Ajnštajn, otac savremene fizike, pogriješio kada je u specijalnj teoriji relativnosti naveo da je brzina svjetlosti “kosmička konstanta” i da ništa ne može da je nadmaši.

    Ovo bi moglo da dovede do velikog preispitivanja teorija o funkcionisanju kosmosa, a moglo bi da znači i da je moguće poslati informacije u prošlost.

    Žak Martino, direktor francuskog nacionalnog instituta za nuklearnu fiziku i fiziku čestica, koji je radio na drugom eksperimentu, rekao je da ovaj test ne predstavlja konačnu potvrdu, ali da je uklonio neke od potencijalnih sistemskih grešaka iz prvog eksperimenta.

    “Potraga nije okončana. Trenutno se razmatraju dodatne provjere sistema”, saopštio je Martino.

Odgovorite na Duboki uvid u nas same! Poništi odgovor

Ova web stranica koristi Akismet za zaštitu protiv spama. Saznajte kako se obrađuju podaci komentara.