TOPP ELLER FLOPP? Saken om partiklene som ble målt i en hastighet høyere enn lysets kan enten bli stående som den største fysikksensasjonen noensinne eller en god gammeldags feil. Nå kaster fysikere seg rundt over hele verden i et forsøk på å forklare det tilsynelatende umulige resultatet. Foto: AFP PHOTO / INFN / SCANPIX
TOPP ELLER FLOPP? Saken om partiklene som ble målt i en hastighet høyere enn lysets kan enten bli stående som den største fysikksensasjonen noensinne eller en god gammeldags feil. Nå kaster fysikere seg rundt over hele verden i et forsøk på å forklare det tilsynelatende umulige resultatet. Foto: AFP PHOTO / INFN / SCANPIXVis mer

- Umulig at partiklene gikk fortere enn lyset

Målinger slår hull på sensasjonelt eksperiment. Eller gjør det?

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

(Dagbladet): Glem drømmene om tidsreiser eller stilige innretninger som gjør intergalaktiske turer til en helgeutfart: Et eksperiment setter bremsene på nøytrinoene som reiser fortere enn lyset, melder Nature.com.

Nei, stopp en hal, sier en annen gruppe fysikere. Det kan hende at det likevel går an, til tross for dette. Forvirret? Forklaring følger:

Etter at Opera-eksperimentet ved to anledninger har målt partikler til en hastighet over universets absolutte fartsgrense, har forskere vridd hjernene i et forsøk på å forklare det tilsynelatende bruddet på Albert Einsteins spesielle relativitetsteori.

Ingen smell Den konstaterer at ingenting skal kunne akselereres til lyshastigheten i vakuum, som er en konstant på cirka 300 000 000 meter per sekund. Gjennom andre materialer, som glass, vann og olivenolje, går lyset imidlertid tregere.

Dermed er det mulig å sende ladde partikler, som elektroner, raskere enn lyshastigheten i disse stoffene. Og når dette skjer, vil de miste energi i form av et lysblaff kjent som Cherenkov-stråling. Fenomenet kan sammenliknes med smellet når et fly bryter lydmuren.

ZOOM: Nøytrinoene ble sendt fra Cern i Sveits til Gran Sasso i Italia. To ganger har de vist seg å tilsynelatende tilbakelegge strekningen raskere enn lyset. Foto: AP Photo/CERN/SCANPIX
ZOOM: Nøytrinoene ble sendt fra Cern i Sveits til Gran Sasso i Italia. To ganger har de vist seg å tilsynelatende tilbakelegge strekningen raskere enn lyset. Foto: AP Photo/CERN/SCANPIX Vis mer

I forlengelsen av dette, sier fysikerne Andrew Cohen og Sheldon Glashow at nøytrinoer som flyr raskere enn lyset i vakuum burde oppføre seg liknende; de burde miste energi i form av stråling løpet av ferden (se nærmere forklaring i faktaboksen til høyre).

Alvorlig problem? Men Icarus, et annet eksperiment i nærheten av Opera i Gran Sasso-laboratoriet i Italia, målte ikke et slikt energitap hos nøytrinoene i forsøket. Som omtalt i Dagbladet sist fredag, kan dette være et svært alvorlig problem for påstanden om overlyspartikler.

- Icarus målte at energiene er helt like ved starten og slutten på turen. Ergo, Cohen-Glashow-strålingen er ikke der. Ergo nummer to blir da at nøytrinoene ikke kan ha gått raskere enn lyset, sier partikkelfysiker og tidligere Cern-forsker Bjørn H. Samset til Dagbladet.

Men, understreker Samset, dette avhenger av om Cohen og Glashow har tolket alt riktig i sine antakelser om hva som burde skje med partiklene i slike hastigheter.

Påstanden forutsetter blant annet at nøytrinoene flyr gjennom vakuum, noe som ikke var tilfelle i Opera-eksperimentet. Den 732 kilometer lange ferden fra Cern i Sveits og til Gran Sasso i Italia gikk gjennom bakken, altså jord og stein (se figur til høyre).

Stopp en hal... På grunn av dette mener fysikerne Hooman Davoudiasl ved Brookhaven National Laboratory og Thomas Rizzo ved SLAC National Laboratory at nøytrinoene kan ha blitt omgjort til en annen type, siden de reiste gjennom stein, melder physicsworld.com.

Dermed kan de ha reist raskere enn lyset, uten at det var mulig å måle en endring i energinivåene.

- Vi vet at noen av egenskapene hos nøytrinoer endrer seg når de flyr gjennom en planet, for eksempel hvor lett de kan skifte «ham» til en annen type nøytrino. Kanskje denne Cohen-Glashow-strålingen er mindre aktuell da? utdyper Bjørn H. Samset.

Dette vil sannsynligvis være enkelt å sjekke for partikkelakselatoren og «Big Bang-maskinen» LHC, som nå er dratt «ufrivillig» inn i striden om partikler kan reise fortere enn lyset.

LHC-redning? LHC-eksperimentene Atlas og CMS har produsert nøytrinoer i to år, og har tatt milliarder av bilder som skal kunne analyseres. Davoudiasl og Rizzo mener det bare tar et par måneder før LHC-dataene kan avgjøre om den såkalte Cohen-Glashow-strålingen faktisk finnes.

- Som tidligere LHC-fysiker tror jeg nok det hadde tatt mer tid enn som så, men man skal ikke undervurdere hva oppglødde fysikere kan få til på kort tid, sier Samset.

GJENNOM STOKK OG STEIN: Nøytrinoene ble sendt 732 km gjennom stein fra Sveits til Italia. Nå sier to fysikere at det kan ha endret nøytrinoene, slik at de gikk i en hastighet høyere enn lysets, uten å legge igjen en signatur som i så fall burde vært målbar.
GJENNOM STOKK OG STEIN: Nøytrinoene ble sendt 732 km gjennom stein fra Sveits til Italia. Nå sier to fysikere at det kan ha endret nøytrinoene, slik at de gikk i en hastighet høyere enn lysets, uten å legge igjen en signatur som i så fall burde vært målbar. Vis mer

Et endelig svar på om nøytrinoene i de to Opera-eksperimentene faktisk reiste fortere enn lyset, eller om det bare er en eller annen form for feil i teknikken eller målingene, kan ta flere år.

Lenge til dom Ekstraordinære påstander krever ekstraordinære bevis, særlig når en av de stødigste pilarene innen fysikk utfordres. Så langt er det bare Opera som har fått og publisert de oppsiktsvekkende resultatene, noe som ikke holder i en vitenskapelig rettssak. 

Resultatene må bekreftes eller avkreftes av uavhengige eksperimenter og målinger. De to tyngste aktørene som nå har kastet seg inn i spillet, Fermilab i USA og T2K, er ventet å kunne avgjøre spørsmålet en gang for alle.

- Moralen i dette er egentlig at siste ord er langt fra sagt. Vi diskuterer heller fortsatt hvilken ordbok vi skal bruke, sier Samset til Dagbladet.