Neutrinos brechen immer noch Geschwindigkeitsbegrenzungen

Neue Testergebnisse stammen von OPERA und es scheint, dass diese verdammten Neutrinos ihre Geschwindigkeit einfach nicht niedrig halten können … bis auf die Lichtgeschwindigkeit, das heißt!

In einem im September veröffentlichten Bericht von Wissenschaftlern, die am OPERA-Projekt (Oszillationsprojekt mit Emulsionsverfolgungsapparat) im italienischen Forschungslabor Gran Sasso arbeiten, wurde behauptet, dass Neutrinos, die vom 500 Meilen entfernten CERN in Genf emittiert wurden, 60 Nanosekunden früher als erwartet an ihren Detektoren ankamen und somit unterwegs waren schneller als das Licht. Dies verursachte in der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht wenig Streit und sorgte weltweit für Schlagzeilen – und das zu Recht, da es im Grunde genommen einen der wichtigsten Grundsätze der modernen Physik ins Gesicht schlägt.

Natürlich waren sich die Wissenschaftler von OPERA dessen bewusst und machten eine solche Proklamation nicht leichtfertig. Über zwei Jahre lang wurden wiederholt Untersuchungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Zahlen korrekt waren… und zumindest ermittelt werden konnten. Und sie waren mehr als offen dafür, dass ihre Tests wiederholt und die Ergebnisse von ihren Kollegen überprüft wurden. In jeder Hinsicht waren ihre Methoden wissenschaftlich, doch Skepsis war weit verbreitet… sogar innerhalb der eigenen Reihen von OPERA.

Eine der Bedenken hinsichtlich der Entdeckung betraf die Länge des Neutrinostrahls selbst, der vom CERN emittiert und von speziellen Detektorplatten bei Gran Sasso empfangen wurde. Die Forscher konnten nicht mit Sicherheit sagen, dass die nachgewiesenen Neutrinos näher am Beginn des Strahls als am Ende lagen, was einer Disparität (ohnehin auf einer Neutrino-Skala) von 10,5 Mikrosekunden entspricht 10.5 Millionstel von einer Sekunde! Und so forderte OPERA im Oktober, dass Protonenimpulse erneut gesendet werden – diesmal mit einer Dauer von jeweils nur 3 Nanosekunden.

Die Ergebnisse waren die gleichen. Die Neutrinos erreichten Gran Sasso 60 Nanosekunden früher als erwartet: schneller als das Licht.

Der Test wurde wiederholt – nicht weniger von verschiedenen Teams – und bisher wurden 20 solcher Ereignisse aufgezeichnet. Jedes Mal das gleiche.

Schneller. Als Licht.

Was bedeutet das? Fangen wir an, Seiten aus Physiklehrbüchern herauszureißen? Sollten wir Pläne für diese Neutrino-angetriebenen Warp-Motoren erstellen? Wird Einsteins Relativitätstheorie zu einer kuriosen Erinnerung an das, was wir sind? gebraucht glauben?

Kaum. Oder zumindest nicht so bald.

Die jüngsten Tests von OPERA haben es geschafft, eine Unsicherheit bezüglich der Ergebnisse zu beseitigen, aber es bleibt noch viel mehr übrig. Eine davon ist die Verwendung von GPS, um die Uhren am Anfang und Ende des Neutrinostrahls auszurichten. Da in allen Experimenten dasselbe Taktausrichtungssystem verwendet wurde, gibt es möglicherweise einen noch unbekannten Faktor für das GPS – insbesondere, da es auf dem Gebiet der Hochenergie-Teilchenphysik nicht in großem Umfang eingesetzt wurde.

Darüber hinaus möchten einige Wissenschaftler mehr Ergebnisse mit sehen andere Teile des Neutrino-Detektor-Arrays.

Natürlich ist die Replikation von Ergebnissen wie jede gute Wissenschaft ein Schlüsselfaktor für die Akzeptanz durch Gleichaltrige. Daher wird Fermilab in Batavia, Illinois, versuchen, dasselbe Experiment mit seiner MINOS-Einrichtung (Main Injector Neutrino Oscillation Search) unter Verwendung einer Präzisionsanpassung von OPERA durchzuführen.

MINOS hofft, bereits im nächsten Jahr unabhängige Ergebnisse zu erzielen.

Noch keine Lehrbücher zerreißen…

Lesen Sie mehr im Nature.com-Artikel von Eugenie Samuel Reich. Das neue Ergebnis wurde am 17. November auf dem arXiv-Preprint-Server veröffentlicht. (Das Original-OPERA-Teampapier vom September 2011 finden Sie hier.)

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