Mérési hiba a fénynél gyorsabb részecske?

Az Európai Részecskefizikai Laboratórium, a CERN kutatóinak szeptember 22-i bejelentése szerint olyan szubatomi részecskéket, neutrínókat fedeztek fel, amelyek a fénysebességnél gyorsabban mozogtak. A kísérleteket a CERN és a Gran Sasso svájci és olaszországi laboratóriumaiban folytatták le. A mérési eredmények szerint a neutrínók 300 006 kilométer per másodperces sebességgel haladtak, ez pedig meghaladja a fény sebességét.

Országok között

Az Opera kollaborációban eredetileg a neutrínók egymásba való átalakulását vizsgálják. Ehhez nagy energiájú protonnyalábot lőnek rá egy vastag céltárgyra a Genfben lévő laboratóriumban, a keletkező neutrínókat pedig úgy irányítják, hogy azok a földkérgen keresztül 730 kilométerre, a Rómától keletre lévő Gran Sasso föld alatti laboratóriumába érkezzenek. Az együttműködésben 13 ország (Belgium, Bulgária, Horvátország, Olaszország, Japán, Oroszország, Törökország, Tunézia, Svájc, Izrael, Németország, Franciaország és Korea) 36 kutatóintézetének mintegy kétszáz fizikusa tevékenykedik.

Az Opera munkatársai szerint a két laboratórium közti távolságot 20 centiméteres pontossággal, a neutrínók repülési idejét pedig 10^-8 másodperc pontossággal tudják mérni. A 18 ezer neutrínót tartalmazó csomagok teljes repülési ideje mindössze 3 milliszekundum a 730 kilométeres távolságon, az észleléshez használt berendezés tömege 1300 tonna.

Igen, nem, igen, nem

„A fizikusvilág – mindenki más azokon kívül, akik részt vettek a kísérletben – kételkedik" – mondta az első bejelentést követően az MTI-nek Horváth Dezső, aki az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézete és a debreceni ATOMKI munkatársa. Az Opera csapata emiatt megismételte mérését.

Az új mérések nem változtatnak semmit az eredetileg levont következtetésen, azaz azon, hogy a neutrínók, úgy tűnik, gyorsabban érkeznek meg, mint kellene – közölte pénteken a francia Nemzeti Tudományos Kutató Központ, a CNRS. „Az általunk regisztrált húsz neutrínó hasonló pontosságot mutatott, mint a többi 16 ezer, amelyeken az első mérés alapult" – magyarázta Dario Autiero, a lyoni Atomfizikai Intézet kutatója, az Opera méréselemzési vezetője.

Mérési hiba

Egy másik Gran Sassó-i kísérlet, az Icarus kutatói azonban vitatják az eredményt, mert saját méréseik alapján a megérkező neutrínók energiája ellentmond az Opera csoport megállapításainak. A arvix.org honlapon szombaton közzétett tanulmányában az Icarus csoport cáfolja az Opera-eredmények szuperluminális értelmezését. Véleményük szerint a Genf mellől elindított neutrínóknak energiájuk túlnyomó részét el kellett volna veszíteniük, ha csak egy kicsit is gyorsabban haladtak volna a fénysebességnél. Ez azonban nem történt meg.

Az ICARUS kutatói azt tapasztalták saját mérésükben, hogy a neutrínóknak a berendezések által regisztrált energiaspektruma teljesen megfelelt annak, ami várható fénysebességgel és annál nem gyorsabban haladó részecskék becsapódásakor.

A mérési eredmény igazolása vagy megcáfolása igen fontos, hiszen a relativitáselmélet, amelyre ma a fizika alapul, azt mondja ki, hogy semmi nem áramolhat a fénysebességnél gyorsabban. A részecskék fizikájában nagy a mérések szisztematikus bizonytalansága, amelynek sok forrása van, így a berendezések nagysága, a körülmények, de az eredmények értelmezése is.