Mærkelige Partikler Kan Rejse Hurtigere End Lys, Bryde Fysiske Love

{h1}

Forskere kan have overskredet lysets hastighed, naturens kosmiske hastighedsgrænse fastsat af einsteins relativitetsteori. I et eksperiment hos cern målte fysikerne neutrinoer, der kørte med en hastighed på 20 dele pr. Million.

Denne historie blev opdateret kl 6.20. EDT.

Intet går hurtigere end lysets hastighed. I det mindste tænkte vi det ikke.

Nye resultater fra CERN laboratoriet i Schweiz synes at bryde denne kardinale regel af fysik, der sætter spørgsmålstegn ved en af ​​de mest betroede love opdaget af Albert Einstein.

Fysikere har fundet ud af, at småpartikler, der hedder neutrinos, gør en 454 mil (730 kilometer) undergrundsrejse hurtigere, end de burde - hurtigere faktisk end lys kunne gøre. Hvis resultaterne bekræftes, kan de kaste meget af moderne fysik i omvæltninger.

"Konsekvenserne ville være helt revolutionerende og meget dybe", sagde fysiker Robert Plunkett fra Fermilab laboratoriet i Batavia, Ill., Som ikke var involveret i den nye undersøgelse. "Derfor skal et sådant krav behandles meget omhyggeligt og valideret så mange måder som muligt."

Omskrivning af reglerne

OPERA-eksperimentet ved CERN-fysiklaboratoriet i Genève sender små partikler kaldet neutrinos store afstande for at studere deres egenskaber. Nye resultater tyder på, at partiklerne måske endda rejser hurtigere end lys.

OPERA-eksperimentet ved CERN-fysiklaboratoriet i Genève sender små partikler kaldet neutrinos store afstande for at studere deres egenskaber. Nye resultater tyder på, at partiklerne måske endda rejser hurtigere end lys.

Kredit: CERN

Resultaterne kommer fra OPERA-eksperimentet, som sender sprøjter af neutrinoer fra CERN i Genève til INFN Gran Sasso Laboratory i Italien. Neutrinos interagerer ikke med normale atomer, så de blot passerer gennem jorden som om det var et vakuum.

Efter at have analyseret resultaterne fra 15.000 partikler synes det at neutrinerne krydser afstanden med en hastighed på 20 dele pr. Million hurtigere end lysets hastighed. Ved at benytte avancerede GPS-systemer og atomur, var forskerne i stand til at bestemme denne hastighed til en nøjagtighed på mindre end 10 nanosekunder (.00000001 sekunder). [Countdown: De fedeste små partikler i naturen]

"Ifølge relativitet tager det en uendelig mængde energi for at gøre noget hurtigere end lys," sagde Plunkett til WordsSideKick.com. "Hvis disse ting går hurtigere end lys, så skal disse regler blive omskrevet."

Tidligere undersøgelser har fundet ud af, at visse materialer kan rejse hurtigere end lys gennem et medium. For eksempel er visse partikler i stand til at bevæge sig hurtigere end lys, når de rejser gennem vand eller olie. Imidlertid bør intet være i stand til at bevæge sig hurtigere end lys gennem et vakuum.

"Det er virkelig tænkt at være en absolut hastighedsgrænse", siger Michael Peskin, en teoretisk fysiker ved SLAC National Accelerator Laboratory i Menlo Park, Californien. "Quantum Field Theory, den matematiske teori, som grundlæggende alle resultater i partikelfysik er baseret på, har Ejendommen, der signalerer, kan ikke rejse hurtigere end lysets hastighed gennem et vakuum. Det er virkelig et absolut forbud. "

Ryggraden i fysik

Denne kosmiske hastighedsgrænse, 299.792.458 meter pr. Sekund (ca. 700 millioner miles i timen), danner rygraden i Einsteins Seminal Special Theory of Special Relativity, der blev offentliggjort i 1905. At omskrive denne lov ville have vidtrækkende konsekvenser, herunder endog muligheden for tid rejse.

Og resultaterne er ikke kun i strid med eksisterende teori, men også andre målinger. Eksempelvis fandt en berømt undersøgelse fra Kamiokande II-eksperimentet i Japan af supernova SN1987A, som ligger omkring 168.000 lysår fra Earthin The Large Magellanic Cloud, at lys og neutrinoer, der gik ud af denne eksploderede stjerne, ankom til Jorden inden for få timer af hinanden. Denne måling blev brugt til at bevise, at neutrinoer rejser inden for 1 del i 100.000.000 af den optiske lyshastighed.

Men den nye OPERA-opdagelse antyder, at neutrinerne faktisk overstiger lysets hastighed med 60 nanosekunder over 730 kilometer, hvilket svarer til 2 dele i 100.000, "som overstiger SN1987A-grænsen med en faktor på mere end 2.000!" astronomen Derek Fox fra Pennsylvania State University skrev i en email. "Så observationen er i dramatisk konflikt med SN1987A resultatet (som ikke er i tvivl)."

Men det betyder ikke, at OPERA-resultaterne er forkerte, sagde Fox. Han foreslog en vis teoretisk løsning, måske endda involverende strengteori, kunne forene de to målinger.

Indbydende skepsis

Ved at forstå, hvor skandaløse resultaterne vil være, hvis de bæres ud, har forskerne bag OPERA under ledelse af Antonio Ereditato fra Berns universitet besluttet at offentliggøre deres data i håb om at indbyde kontrol, der kunne give mening for så radikale fund. Forskerne har også til hensigt at indsamle flere data og yderligere analysere deres målinger for at etablere dem mere fuldt ud eller afvise dem. Deres resultater vil blive offentliggjort fredag ​​den 23. september på fysikfortryksstedet ArXiv.

Et af de bedste håb om at bekræfte eller afvise resultaterne kommer fra Fermilabs MINOS-eksperiment, som også sender neutrinoer, der flyver under jorden over en tilsvarende afstand, til at ende op i Soudan-minen i Minnesota. I 2007 fandt MINOS-forskere en tendens i deres data, der tyder på, at neutrinos måske kommer tidligt, som de gør i de nye CERN-data. Eksperimentet på det tidspunkt havde dog ikke tilstrækkelig præcision til at udelukke muligheden for, at resultaterne var et statistisk fluke. [Galleri af mystiske lys]

"Der var noget, der kunne have været en udsving i retning af ting, der ankom tidligt, men det havde ikke nok betydning for os at gøre et sådant krav," sagde Plunkett, som er en medfortalende for MINOS. "Selvfølgelig er jagten på, og vi vil opgradere den tidligere måling og også implementere noget, vi allerede havde i værkerne, hvilket er en plan for forbedringer, så vi kan reducere vores fejl. Et af vores næste mål vil være forsøger at bekræfte eller afvise dette resultat så hårdt som muligt. "

CERN planlægger at diskutere resultaterne fredag ​​under et offentligt seminar, der vil blive sendt på //webcast.cern.ch.


Video Supplement: Why the universe seems so strange | Richard Dawkins.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com