По-бързи от светлината - или просто грешка

Миналата седмица екип от европейски физици разкри, че неуловимите, почти лишени от маса субатомни частици, наречени неутрино, изглежда се движат по-бързо от светлината. Ако това твърдение е вярно, то ще разбие на пух и прах "Специалната теория за относителността" на Айнщайн, според която нищо във Вселената не се движи по-бързо от светлината. 

Очакваният скептицизъм на световната общност на физиците

На практика този резултат би бил толкова революционен,  че със сигурност биха го посрещнали със скептицизъм по целия свят. "Подозирам, че по-голямата част от научната общност няма да го приеме като окончателен резултат, освен ако не бъде потвърден от поне един, или по възможност няколко експеримента", споделя В. Алън Костелецки - теоритик в университета Индиана, Блумингтън. Въпреки това той добавя, че "би било прекрасно, ако се окаже истина".

Данните от новото откритие са получени от детектор на частици с тегло 1300 тона, наречен OPERA - "Експеримент по изучаване на неутринните осцилации". Намиращ се в подземната италианска лаборатория "Гран Сасо", OPERA засича сноповете неутрино, които са подавани от Европейската лаборатория за физика на частиците (CERN) в Женева, Швейцария.

Тъй като частиците почти не си взаимодействат с друга материя, те се придвижват директно през земята, като само малка част от тях се сблъскват с материала в детектора и генерират видим поток от частици.  

Дали експериментът реално опровергава теорията на Айщайн

През изминалите три години, учените от експеримента OPERA засичат скоростта на близо 16 000 снопа неутрино, които се подават от ЦЕРН и биват регистрирани от детектора. По време на тези опити физиците откриват, че частиците неутрино изминават разстоянието от 730 километра за 2.43 милисекунди - грубо казано, с 60 наносекунди по-бързо от очакваното, ако се приеме, че те се движат със скоростта на светлината.

"Това представлява недвусмислено измерване на времето на движение на частиците," твърди Антонио Ередитато, физик в университета в Берн и представител на 160-членния екип от учени в експеримента OPERA.

"Измерваме разстоянието и времето за неговото изминаване, след което ги разделяме, за да получим скоростта - точно както учат децата в училище". Според Ередитато, стандартното отклонение в измерването е 10 наносекунди.

Въпреки това, дори самият Ередитато признава, че е прекалено рано теорията на относителността на Айнщайн да бъде обявявана за погрешна. "Никога не бих казал, че тя е несъстоятелна," твърди той. Учените от OPERA по-скоро представят любопитен резултат, който не могат да обяснят - и се обръщат към научната общност за коментар.

"Принудени сме да кажем нещо по въпроса," обяснява Ередитато. "Не можем да го скрием под килима, защото би било нечестно". Резултатите бяха представени преди броени дни на семинар в CERN.  

Как всъщност се установява отклонение, не по-голямо от 10 наносекунди

Големият въпрос е дали учените от експеримента OPERA са открили частици, които се движат по-бързо от светлината, или са били подведени от неидентифицирана "системна грешка", която кара времето за изминаване на разстоянието да изглежда необикновено кратко.

Чан Ки Юн, физик, изследващ частиците неутрино в нюйоркския университет "Стоуни Брук", е готов да се обзаложи, че резултатът от експериментите се дължи именно на грешка. "Не бих заложил жената и децата си, защото биха побеснели," шегува се той, "но бих заложил къщата си".

Юн, който е представител на екипа зад подобен експеримент, провеждан в Япония - T2K, обяснява, че подвеждащата част се състои в точното измерване на времето, между което се генерират частиците неутрино (чрез разбиването на сноп протони в твърда мишена) и момента, в който те достигат до детектора.

Това време зависи от глобалната система за позициониране, а при GPS измерванията е възможно да се появят неточности от десетки наносекунди. "Много е интересно как те са получили отклонение от 10 наносекунди, защото заради систематиката на GPS и електрониката, това е много трудно за получаване число".  

Без категорични доказателства няма как да се роди нова физическа теория

До момента не съществува измерване, което категорично да изключва този резултат, обяснява Костелецки, който прекарва 25 години в разработване на теория, наречена "разширение на стандартния модел", която отчита всички възможни видове нарушения на специалната теория на относителността в контекста на физиката на елементарните частици.

"Ако някой ми каже, че съществуват електрони, които са по-бързи от светлината, бих бил много по-скептичен", твърди той. Възможностите за частиците неутрино обаче са недотолкова ограничени на база предишни измервания, допълва Костелецки.

Въпреки това, той продължава да перифразира старата поговорка: "Необикновените твърдения изискват необикновени доказателства". Дори Ередитато е на мнение, че едно измерване не е достатъчно убедително от научна гледна точка.