SME
Sobota, 8. august, 2020 | Meniny má OskarKrížovkyKrížovky

Rýchlejšie ako svetlo? Merania asi majú chybu

„Ak naozaj máme častice, ktoré sa pohybujú s rýchlosťou väčšou ako rýchlosť svetla, bude treba prerábať fyziku,“ hovorí jadrový fyzik JOZEF MASARIK.

(Zdroj: SME - Tomáš Prokopčák)

„Ak naozaj máme častice, ktoré sa pohybujú s rýchlosťou väčšou ako rýchlosť svetla, bude treba prerábať fyziku,“ hovorí jadrový fyzik JOZEF MASARIK z FMFI UK. „No optimizmus je zrejme prehnaný.“

Čo vlastne vedci objavili?

„Experiment OPERA je experiment na štúdium oscilácie neutrín. Podstata spočíva v tom, že v CERN-e sa na urýchľovači vyrobia neutrína určitého typu - buď elektrónové alebo muónové - a v Gran Sasso v Taliansku merajú, či sú rovnaké, alebo sa zmenili - teda oscilujú.

Toto umožňuje povedať, či má neutríno hmotnosť. Keďže tieto neutrína preletia 730 kilometrov, vedci vedia spočítať čas, za ktorý by túto dráhu mali preletieť. Preletia ju v priemere za 2,43 milisekundy. No zistili, že to preletia za kratšiu dobu než je doba potrebná pre svetlo. A táto doba je podľa nich kratšia o 60 nanosekúnd."

Špeciálna teória relativity však tvrdí, že hranicou je rýchlosť svetla vo vákuu a nič sa nemôže pohybovať rýchlejšie.

„Áno, keďže táto doba bola kratšia o tých zhruba 60 nanosekúnd, znamená to, že ak sú merania presné, tak neutrína musia letieť rýchlejšie ako je rýchlosť svetla. Seriózni vedci sa však zamýšľajú nad presnosťou tohto merania. Predovšetkým nad systematickými chybami. Niektoré chyby sú také - napríklad štatistické - ktoré máme pod kontrolou. No systematické chyby sú komplikovanejšie a nemáme ich obyčajne pod kontrolou. V tomto prípade vychádzajú napríklad z použitej z elektroniky. Poloha sa určuje napríklad pomocou GPS. Je preto otázne, či túto presnosť plus mínus desať nanosekúnd vôbec môžu namerať.

Druhým problémom je, s akou presnosťou vôbec dokážeme zmerať miesto a čas, kedy neutrína vznikli. Tie vznikajú v zrážkach protónov s pevným terčom v urýchľovači v CERN-e a odtiaľ odchádzajú. Námietky teda sú presnosť určenia času, kedy bolo neutríno vytvorené a kedy bolo presne zaznamenané v nejakom bode .“

A ak by merali presne?

„Ak by tomu tak bolo, potom naozaj máme častice, ktoré sa pohybujú s rýchlosťou väčšou ako rýchlosť svetla a treba prerábať fyziku."

To znamená čo?

„V podstate celá fyzika, ktorá sa zaoberá vysokými energiami a celý štandardný model fungovania vesmíru by sme potrebovali prerobiť. Bola by spochybnená platnosť špeciálnej teórie relativity a tým následne aj všeobecnej, a to všetko je zabudované v základoch celej modernej fyziky, teórie vzniku a expanzie vesmíru a tak ďalej."

Znamenalo by to, že tak ako Einstein nahradil Newtona, teraz by sme museli nahradiť Einsteina?

„Bolo by to ešte o niečo komplikovanejšie. Einstein totiž nenahradil Newtona, skôr Newtonovu teóriu, ktorá platila dostatočne presne pri nízkych rýchlostiach, rozvinul k vyšším rýchlostiam a Newtonova teória pohybu telies stále platí pri nižších rýchlostiach.

Tu je problém práve s prekonávaním rýchlosti svetla. Einsteinove rovnice potom zjavne neplatia. Keby bola Einsteinova teória platná, neutríno by pri dosahovaní rýchlosti svetla muselo dosiahnuť nekonečnú energiu. A s rýchlejšími časticami sa už ďalej nik nezaoberal, pretože riešenia týchto rovníc by neboli reálne čísla. Rovnice by boli zlé a teória by sa musela formulovať nanovo."

Neutrín je okolo nás veľa. Predstavme si, že vybuchne supernova - ak sú neutrína rýchlejšie ako svetlo, potom by sme ich mali zaznamenať skôr ako fotóny, teda záblesk supernovy. Ako to, že sme ešte takéto neutrína nenašli?

„Výbuchy supernov a ich polohy nie sú zmerané tak presne. Supernova je navyše obrovský objekt. Máte teda problém s určením - neviete presne, odkiaľ bolo neutríno emitované a nepoznáte presne dráhu. Tie rozdiely vo veľkosti dráhy, ktorú neutrína z rôznych oblastí supernovy prekonajú, sú obrovské. Neviete povedať, odkiaľ neutríno vyšlo, aj keď vďaka detektoru viete, kam dorazilo. Navyše tie neutrína, ktoré sem prichádzajú, majú rôzne energie a aj s tým súvisí, za akú dobu sem dôjdu. Tento experiment je zaujímavý práve tým, že sú v ňom vyrobené neutrína, ktoré majú oveľa presnejšie definované miesto vzniku a energiu, poznáme ich."

Vy si myslíte, že sme narazili na novú fyziku?

„Osobne som zástancom skôr toho, že merania majú určitú systematickú chybu. Netvrdím, že Einsteinova teória nemôže byť nikdy vyvrátená, ani že je absolútne presná. No teraz sa skôr prikláňam k tomu, že systematické chyby ukážu, že tam nadsvetelná rýchlosť prekonaná nie je. Optimizmus, že naša fyzika je preč na ceste do zabudnutia a ideme teraz vyrábať novú fyziku, je trochu prehnaný."

piano-rozhovor.jpg

Čo viete o rýchlosti svetla? Otestujte sa

((kviz))

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Téma: Teória relativity

Prečítajte si aj ďalšie články k téme
Článok je zaradený aj do ďalších tém
Fyzika, Albert Einstein, Neutrína, CERN, Rýchlosť svetla, Konštanty, Častice
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Neprehliadnite tiež

Nová Guinea má najrozmanitejšie rastlinstvo zo všetkých ostrovov

Botanici identifikovali 13 634 druhov rastlín, z ktorých 68 percent sa dá nájsť len na ostrove.

Ilustračné foto.

Na oblohe možno počas augusta zazrieť Perzeidy

Najvhodnejšie bude úkaz sledovať v noci z 11. augusta na 12. augusta.

Ilustračné foto

Tri najhoršie veci na e-mailoch a ako ich vyriešiť

Koľko máte neprečítaných správ?

Ilustračné foto.