SENSASJON ELLER FEIL? Opera-eksperimentet ved Gran Sasso-laboratoriet i Italia skapte overskrifter i september, da de hevdet å ha målt akselerert partikler opp i en hastighet høyere en lysets. Nå har de gjennomført et nytt eksperiment som viser samme resultat, men det finnes foreløpig ingen uavhengige bekreftelser.  Foto: Reuters/INFN/Scanpix
SENSASJON ELLER FEIL? Opera-eksperimentet ved Gran Sasso-laboratoriet i Italia skapte overskrifter i september, da de hevdet å ha målt akselerert partikler opp i en hastighet høyere en lysets. Nå har de gjennomført et nytt eksperiment som viser samme resultat, men det finnes foreløpig ingen uavhengige bekreftelser. Foto: Reuters/INFN/ScanpixVis mer

- Partiklene reiser fortsatt raskere enn lyset

Nytt forsøk fastholder mystisk resultat som kan revolusjonere fysikken.

Hei, denne artikkelen er over ett år gammel og kan innholde utdatert informasjon

(Dagbladet): I september ble en av tidenes potensielt mest sensasjonelle resultater inne fysikk annonsert: Forskere ved Opera-eksperiment hevdet at de målte partikler til en hastighet høyere enn lysets.

Ved å sende nøytrinoer, som er partikler med nøytral lading og en ekstremt lav (men ikke fraværende) masse, 730 kilometer fra Cern i Sveits til Opera i Gran Sasso i Italia, ble det klart at de ankom rundt 60 nanosekunder tidligere enn de formodentlig har lov til, ifølge Albert Einsteins spesielle relativitetsteori.

Et påstått brudd på naturens absolutte fartsgrense ble møtt med ekstrem skepsis og avventende holdninger; ekstraordinære påstander krever ekstraordinære bevis. Forskere advarer om at tekniske fallgruver må identifiseres og uavhengige eksperimenter utføres før resultatet kan bli bekreftet eller avkreftet.

Fortsatt overlyshastighet Nå har et nytt Opera-eksperiment fått samme resultat, samtidig som det avklarer enkelte problemer ved det forrige. Nøytrinoene ser fortsatt ut til å bevege 60 nanosekunder raskere enn lyset på strekningen, og «de nye målingene forandrer ikke den opprinnelige konklusjonen», opplyser Cern i en pressemelding.

- Resultatet kommer som en fullstendig overraskelse. Etter mange måneder med studier og kryssjekker, har vi ikke funnet noen instrumentelle effekter som kan forklare resultatene, sier Opera-talsmann Antonio Ereditato ved Universitetet i Bern.

STÅR FORTSATT TRYGT: Nøytrinoer som fyker fortere enn lyset er et brudd på universets absolutte fartsgrense, som formulert av Albert Einstein, og dersom resultatene fra Opera-eksperimentet blir stående kan det føre til et paradigmeskifte innen fysikken. Men forskere er så langt svært skeptiske til at det er mulig, og avventer uavhengige eksperimenter før de spretter sjampanjen. Foto: AP Photo/Scanpix
STÅR FORTSATT TRYGT: Nøytrinoer som fyker fortere enn lyset er et brudd på universets absolutte fartsgrense, som formulert av Albert Einstein, og dersom resultatene fra Opera-eksperimentet blir stående kan det føre til et paradigmeskifte innen fysikken. Men forskere er så langt svært skeptiske til at det er mulig, og avventer uavhengige eksperimenter før de spretter sjampanjen. Foto: AP Photo/Scanpix Vis mer

Her kan du lese resultatene fra eksperimentet, som i går ble oversendt til tidsskriftet Journal of High Energy Physics.

Men, dette er ikke grunnlag for å avfeie Einstein som en bygdetulling og erklære fri fart i universet. Uavhengige målinger må til for å finne ut hva som foregår, og om det for eksempel er snakk om en feil i oppsettet eller andre fenomener som har slått til. Foreløpig er det bare Opera-eksperimentet som har greid å måle de uvanlige resultatene, noe som ikke ville holdt i en rettssak. Andre eksperimenter må få de samme dataene.

- Når et eksperiment får et åpenbart utrolig resultat, og vi ikke kan finne noen feil i målingene som kan forklare det, er det vanlig prosedyre å invitere til bredere granskninger. Det kan forandre vårt syn på fysikken dersom målingene blir bekreftet, men vi må være sikre på at det ikke finnes en annen, hverdagslig forklaring. Det krever uavhengige målinger, sier forskningsdirektør Sergio Bertolucci ved Cern.

Kastet snøballer Det nye eksperimentet adresserte en av de tekniske hovedinnvendingene i det opprinnelige - at det var vanskelig å måle nøyaktig når partiklene forlot Cern i Sveits, sier partikkelfysiker og tidligere Cern-forsker Bjørn H. Samset til Dagbladet.

Nøytrinoene ble nå sendt i små pulser som varte i tre nanosekunder med en pause på 524 nanosekunder imellom. 20 rene nøytrinotreff ble deretter registrert på laboratoriet i San Grasso, og presist assosiert med pulsene som forlot Cern.

SKEPTISK: Partikkelfysiker Bjørn H. Samset sier det ville vært svært moro om nøytrinoene viser seg å gå fortere enn lyset, men han tviler på at det er tilfelle. 

Foto: Arne Foss/Dagbladet
SKEPTISK: Partikkelfysiker Bjørn H. Samset sier det ville vært svært moro om nøytrinoene viser seg å gå fortere enn lyset, men han tviler på at det er tilfelle. Foto: Arne Foss/Dagbladet Vis mer

- I det første eksperimentet sendte de av gårde et stort snøras av partikler, og spørsmålet har vært akkurat når den første snøen begynte å rulle. I denne runden er det mer som om de kaster små snøballer, forteller Samset, og legger til at det fortsatt er «mange tekniske utfordringer som gjenstår».

Dinosaur i jungelen? Mulige tekniske feilkilder som kan ha forårsaket resultatet trenger ikke være mer komplisert enn at de har målt feil lengde på en kabel, ifølge partikkelfysikeren, og data fra én kilde er uansett ikke nok til å fastslå en sannhet. Det må kunne observeres og utføres av andre.

- Om en person går inn i jungelen og sier han har sett en dinosaur, så er det ingen som tror på ham. Men sender du inn tre ekspedisjoner, og alle sier de så en dinosaur, så kan det være en der. Og akkurat nå er det to andre «dinosaurforskere» som er i ferd med å se på nøytrinoene, sier Samset.

Det er henholdsvis Fermilab i USA og T2K i Japan som nå skal forsøke å gjenskape Opera-eksperimentet. Dette kan ta flere år, men i tillegg til at Einsteins spesielle relativitetsteori har vist seg å stå fjellstøtt gjennom alle utfordringer så langt, er det to grunnleggende innvendinger som allerede nå antyder at det ligger en godt skjult feil i eksperimentet.

Ser mørkt ut Eksploderende stjerner, kjent som supernovaer, er en voldsom kilde til nøytrinoer. Da supernovaen SN 1987A ble synlig i 1987, ankom lyset og nøytrinoene jorda så og si samtidig etter en ferd på 168 000 lysår. Det hadde ikke skjedd om nøytrinoer beveger seg raskere enn lyset.

- Nøytrinoene burde truffet jorda flere år før lyset dersom de hadde samme hastighet som i Opera-eksperimentet. Det gjorde de ikke, sier Samset.

FTL FTW: Partiklene brukte 60 nanosekunder kortere tid enn lyset på den 732 kilometer lange strekningen under bakken mellom Cern i Sveits og Opera i Italia.
FTL FTW: Partiklene brukte 60 nanosekunder kortere tid enn lyset på den 732 kilometer lange strekningen under bakken mellom Cern i Sveits og Opera i Italia. Vis mer

En annen hake kommer som følge av forutsigelser fra fysikerne Sheldon Lee Glashow, som vant Nobelprisen i fysikk i 1979, og Andrew Cohen. De sier at nøytrinoer i overlyshastighet vil miste energi på grunn av Cherenkov-effekter. Samset sammenlikner dette med et fly som bryter lydmuren.

- Hvis nøytrinoene beveger seg fortere enn lyset, så burde vi en sett en form for sjokkbølgeeffekt. Da vil partiklene miste energi, noe som ikke skjedde i dette eksperimentet. Et annet eksperiment som ligger like ved Opera greide ikke å se «bremsesporene» som i så fall skulle ha vært der, sier han.

Andre dimensjoner? Hvis Opera-resultatene blir stående, noe partikkelfysikeren betegner som «veldig, veldig rart» om skjer, betyr det ikke nødvendigvis at Einstein tok feil. Den subatomære verden er et paradoksalt og veldig rart sted, hvor de ekstremt lette nøytrinoene for eksempel kan tenkes å bevege seg fortere enn lyset over en strekning, uten å bryte lyshastigheten.

En spekulativ tanke er blant annet at de benytter seg av snarveier ved å smette gjennom andre dimensjoner.

- Det kan ha en sammenheng med at de er så lette som de er, men noe slikt er ikke bekreftet i det hele tatt, sier Samset.