piątek, 23 września 2011

Prędkość światła przekroczona? (23 września 2011)

Poruszać się szybciej od światła? Pokazali eksperyment
NEUTRINA PĘDZIŁY SZYBCIEJ NIŻ ŚWIATŁO

Naukowcy z ośrodka badawczego CERN przedstawili wyniki zaskakującego eksperymentu, który wywołał burzę w środowisku naukowym i wstrząsnął jednym z fundamentów współczesnej fizyki i podstawą teorii względności Einsteina - że nic nie może poruszać się szybciej, niż światło.
W przełomowych doświadczeniach prowadzonych przez naukowców z CERN elementarne cząstki zwane neutrinami pędziły szybciej niż światło.


Co dalej? Jakie otwiera przed nami możliwości odkrycie naukowców z CERN?... czytaj więcej »
Przesyłali oni wiązkę neutrin ze swojego ośrodka do oddalonego o 732 km, podziemnego laboratorium we włoskim Gran Sasso. Zauważyli, że w punkcie docelowym cząstki pojawiły się o 60 miliardowych sekundy wcześniej, niż taki sam dystans mogłoby pokonać światło.

Europejska precyzja

Podczas specjalnej konferencji prasowej naukowcy prezentowali jak dokładnie przeprowadzali eksperymenty. Prowadzący skupił się na kluczowym elemencie, czyli w jaki sposób mierzono czas wystrzelenia wiązki z CERN i jej dotarcia do ośrodka w Gran Sasso (nazywanego OPERA).

Jednym z fundamentów współczesnej fizyki i filar teorii względności... czytaj więcej »
Jak tłumaczył naukowiec, początkowo korzystano z synchronizacji za pomocą sygnałów z satelit GPS. W 2008 roku dzięki współpracy z specjalistami ds. pomiaru czasu w CERN, system pomiarowy znacznie ulepszono. Włączono do niego dodatkowo metodę pomiaru opartą o zegary cezowe. Po tym zabiegu błąd pomiarowy miał zostać zredukowany do około jednej nanosekundy.

Prezentujący wyniki badań naukowiec mówił też o tym, jak "strzelano" wiązkami z CERN. Neutriny podróżują do Włoch w linii prostej przez skorupę ziemską. W najgłębszym punkcie są 11,4 kilometra pod ziemią. Dzięki bardzo szczegółowym pomiarom geodezyjnym wspartym przez GPS, wiązka wystrzelona z CERN dociera do OPERY z maksymalnym odchyleniem 20 centymetrów.

16 tysięcy razy

Pomiary powtarzano jakieś 16 tysięcy razy, aż naukowcy uzyskali zadowalający, statystyczny poziom istotności, który pozwala mówić o odkryciu. Przyznają jednak, że do wyników własnych eksperymentów podchodzą z wielką ostrożnością. - Próbowaliśmy to wyjaśnić na wszelkie możliwe sposoby - mówił w rozmowie z BBC autor doniesienia Antonio Ereditato z tego ośrodka. I dodawał: "Próbowaliśmy znaleźć błędy - błędy trywialne, bardziej skomplikowane albo zupełnie kardynalne - i się nie udało - opowiadał.

Marzę, by inny, niezależny eksperyment dał ten sam wynik. Dopiero wtedy mi ulży. Chcemy tylko, by inni naukowcy pomogli nam zrozumieć nasz dziwny wynik. Bo jest on dziwny. A jego konsekwencje mogą być bardzo poważne
Antonio Ereditato
- Gdy nic nie znajdujesz, mówisz sobie: "cóż, jestem zmuszony wyjść i poprosić innych, by się temu z bliska przyjrzeli" - dodał.

"Dopiero wtedy mi ulży"

Do tej pory nieprzekraczalność prędkości światła stanowiła w fizyce jeden z podstawowych dogmatów.

Zgodnie z teorią Alberta Einsteina, prędkość światła jest nieprzekraczalna. Na założeniu, że nic nie może jej przekroczyć, opiera się większość fizyki współczesnej. Naukowcy nieustannie starają się coraz bardziej precyzyjnie zmierzyć to zjawisko, dlatego wciąż wykonują tysiące eksperymentów. Jednak do tej pory nic nie wskazało, by jakakolwiek cząsteczka mogła przekroczyć granicę prędkości światła. - Marzę, by inny, niezależny eksperyment dał ten sam wynik. Dopiero wtedy mi ulży - przyznał Ereditato. I dodał: "Chcemy tylko, by inni naukowcy pomogli nam zrozumieć nasz dziwny wynik. Bo jest on dziwny. A jego konsekwencje mogą być bardzo poważne - zauważył.

W piątek rano świat obiegła informacja o tym, że fizycy z CERN dokonali przełomowego odkrycia - wysłane przez nich neutrina pokonały 732-kilometrową trasę szybciej niż światło. Co dalej? Jakie to otwiera przed nami możliwości? Jak bardzo zmieni to nasze życie? Na te pytania odpowiada w rozmowie z portalem TVN Meteo prof. Ernest Bartnik, fizyk z Uniwersytetu Warszawskiego.

- Fizycy z CERN sami są zdumieni swoim odkryciem. Publikacja nastąpiła minionej nocy, ale oni z tym, co im się udało, borykali się kilka lat. Sprawdzali to wielokrotnie. Teraz poprosili nawet całą społeczność naukowców o pomoc w sprawdzeniu prawdziwości tego zjawiska – powiedział w rozmowie z portalem TVN Meteo prof. UW Ernest Bartnik.

Fizyk podkreślił też, że autorzy badań nad neutrinami to naukowcy godni zaufania i trudno oskarżać ich o jakiś banalny błąd. - Wszyscy jesteśmy zdenerwowani i podnieceni tą publikacją. Jak usłyszałem o tym w BBC, to już potem nie mogłem spać – dodał naukowiec specjalizujący się w fizyce doświadczalnej.

"Szukali dziury w całym"

- To, jaką aparaturą posługują się naukowcy z CERN, jest na granicy możliwości współczesnych technologii. Dzięki najnowocześniejszym urządzeniom udało się w ogóle zrobić badania, które były prowadzone przez wiele miesięcy, a ich wyniki sprawdzano latami – powiedział profesor.

- Naukowcy z CERN są za dobrzy żeby się pomylić. Jednak istnieje taka możliwość. Oni sami przed publikacją szukali dziury w całym. Wiem, że rok siedzieli nad tym i martwili się tym, co uzyskali. CERN to fabryka, tam pracują tysiące ludzi – wyjaśnił Bartnik.

Dalsze losy i trzecia opcja

Fizyk zapytany o to, jaka jest jego zdaniem przyczyna wystąpienia zjawiska odpowiada: - Ja osobiście sądzę, jako konserwatysta, że to był błąd. Istnieje też trzecia możliwość. Mianowicie odkrycie mogło być związane z czymś, o czego istnieniu jeszcze nie wiemy, że istnieje – spekulował Bartnik. - Na początku wieku wszyscy znali związki chemiczne i ich właściwości. Jednak wielkie było zdumienie naukowców, kiedy jeden z nich położył związek uranu obok kliszy fotograficznej i ona się zaciemniła – przypomniał profesor.

- Teraz albo dość szybko wykryje się ich pomyłkę - w przeciągu kilku miesięcy, albo wszystkie inne laboratoria, które robią tego typu pomiary - i myślę tu przede wszystkim o Amerykanach - postarają się powtórzyć ten wynik. Myślę, że może to zająć trzy do czterech lat – wyjaśnił naukowiec zapytany o procedurę postępowania w razie publikacji o odkryciu takiej rangi.

"Podstawy fizyki zburzone"

- Jeśli się nie pomylili, to jest to wstrząsające. Dla świata nauki oznacza to, że wszystko trzeba będzie budować od nowa. To odkrycie burzy zasadę przyczynowości. Podstawowa cegiełka fizyki, przechodzenie z jednego układu inercjalnego w drugi, musiałaby być inaczej zbudowana. Zaprzeczałoby to zasadzie równoznaczności masy i energii wyrażonej we wzorze E=mc2 – wytłumaczył Bartnik, nie kryjąc zmartwienia.

- My, fizycy teoretyczni, będziemy łamać ołówki, żeby to wszystko jeszcze raz napisać. Oczywiście w większości przypadków nowy model będzie dawał takie same przewidywania i pozostaną one w mocy na specyficznych warunkach. Fizyka klasyczna diametralnie się nie zmieni – powiedział profesor.

Einstein i podróże w czasie

- Jeśli odkrycie okaże się prawdziwe, to w naszym życiu dzisiaj nic to nie zmieni. Jednak zacznie się wówczas dla nas czas wspaniałych eksperymentów. Z publikacji CERN, jeśli zostanie potwierdzona, wynika, że będzie można w przyszłości zbudować maszynę do podróży w czasie – oznajmił prof. Ernest Bartnik.

- Kiedy Einstein ogłosił w 1916 roku teorię względności, ludzie myśleli, że nie będzie z niej żadnych zastosowań praktycznych. Jednak 40 lat potem powstała bomba atomowa. Odkrycie CERN-u może zmienić fizykę tak, że ja nie umiem nic przewidzieć – powiedział profesor, zapytany o swoje przewidywania odnośnie najnowszej publikacji.

Brak komentarzy: