Pôvodný text sme nahradili článkom z tlačeného vydania SME.
ŽENEVA, BRATISLAVA. Bola to vedecká senzácia. Vraj jestvujú drobné, takmer nezachytiteľné častice, ktoré sa dokážu pohybovať rýchlejšie ako svetlo.
Keď sa minulý rok v septembri objavila táto správa, vyvolala rozruch nielen medzi fyzikmi, ale uchvátila aj širokú verejnosť. Debatovalo sa o nej nielen v prednáškových miestnostiach, ale aj v kaviarňach či krčmách. V škole sa predsa všetci učili, že svetlo, presnejšie jeho rýchlosť vo vákuu, je konečnou hranicou. Nič hmotné sa podľa tvrdení Alberta Einsteina nemôže pohybovať rýchlejšie.
Výsledky z talianskeho detektora OPERA však naznačovali opak. Neskôr ho potvrdili aj ďalšie testy. Údajne tak mali jestvovať neutrína, ktoré predbehli svetlo o maličký, asi 60-nanosekundový kúsok. Radosť však bola predčasná. Nové preskúmanie výsledkov a talianskej techniky naznačuje, že experiment sa zmýlil.
Vedecká revolúcia?
„V naše výsledky máme dôveru,“ povedal pred pol rokom Antonio Ereditato, hovorca fyzikov z talianskeho experimentu. OPERA sa ukrýva hlboko pod zemou neďaleko štítu Gran Sasso a zachytáva čudesné častice, ktoré preletia viac než sedemsto kilometrov pôdou a skalami z urýchľovača Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN). „Skontrolovali sme a potom znovu skontrolovali všetko, čo by mohlo narušiť naše merania. A nenašli sme nič.“
Ak by to bola pravda, pravdepodobne by išlo o najväčší fyzikálny objav za posledných sto rokov. Netvrdil by síce, že veci okolo nás prestanú fungovať. Ale naznačil by, že niektoré zo základných vysvetlení, ktorými opisujeme celý vesmír, sú nesprávne.
Vedci však kontrolovali zle. Podľa správ z vedeckých magazínov Science a Nature teraz narazili na problémy, ktoré vysvetľujú, prečo sa neutrína pohybovali na prvý pohľad rýchlejšie ako svetlo.
Nové skúmanie ukázalo, kde sa fyzici zmýlili. Na vine mohla byť úplná banalita - zle zapojený kábel.
Uvoľnený kábel
CERN už včera pripustil, že jestvujú najmenej dve možnosti, prečo sa neutrína javili ako superrýchle.
Prvou je, že sa zväzkom prilietavajúcich častíc nepodarilo správne priradiť ich časové značky, ktoré označujú vystrelenie a prílet neutrín. To mohlo viesť k drobnému zmätku, takéto chyby by však viedli skôr k náznaku, že neutrína leteli dlhšie - a teda pomalšie - ako v skutočnosti.
Pravdepodobnejšia je preto druhá možnosť. Chyba mohla nastať pri spojení signálu z GPS so zariadením na spracúvanie údajov. Zle zapojený optický kábel by spôsobil, že neutrína sa pohybovali naoko rýchlejšie.
„Ak je to ono,“ priznáva vo svojom vyhlásení CERN, „mohlo to naozaj viesť k podhodnoteniu času preletu neutrín.“
Existenciu častíc rýchlejších ako svetlo spochybňovali viacerí vedci už od okamihu, keď v septembri fyzici „objav“ ohlásili.
Predpokladali, že išlo o nejakú neznámu systematickú chybu. Naznačovali to aj výsledky z iného experimentu, ktorý ukázal, že superrýchle neutrína nemajú správne energie.
Či experiment OPERA naozaj objavil svoju chybu, zistia odborníci v máji.
Vtedy by sa do detektora mali dostať nové zväzky neutrín, ktoré vystrelia z jedného z menších urýchľovačov neďaleko Ženevy. Medzičasom testy spustia aj ďalšie zariadenia v Spojených štátoch a Japonsku, ktoré chcú domnienku o superrýchlych časticiach overiť. Ich výsledky by mali byť známe o niekoľko mesiacov.
Fyzik: Testy budú ešte pokračovať
„Banálne chyby sa odohrali aj pri mnohých iných experimentoch,“ hovorí o nových testoch experimentu OPERA fyzik Jozef Masarik z Univerzity Komenského.
Ako je možné, že sa pri takomto veľkom projekte stane takáto chyba?
„Musíme si uvedomiť, že tie experimenty sú obrovské, odohrávajú sa v obrovských zariadeniach. Sú tam tisícky rôznych prepojení, pričom experiment bežal už dlho. Vždy je možné, že spoje sa po čase uvoľnia, je to tak aj pri iných elektrických zariadeniach. Nikdy sa to nedá vylúčiť a banálne chyby sa odohrali aj pri mnohých iných experimentoch.“
Čo by znamenalo pre fyziku, keby boli neutrína naozaj rýchlejšie?
„Bol by to prevratný objav. Nepoprelo by to len teóriu relativity, podľa ktorej nič nemôže presiahnuť rýchlosť svetla, ale túto teóriu sme už zabudovali aj do mnohých iných oblastí fyziky - časticová, jadrová fyzika. Využíva sa aj pri GPS. Zdá sa, že všetko funguje presne, a keby toto neplatilo, nezmenili by sa len mnohé oblasti vo vede, ale aj mnohé technologické veci.“
Dá sa povedať, že zistenie ušetrilo vedcom prácu?
„Dôkaz, že neutrína sú rýchlejšie ako svetlo, by naozaj viedol k formulovaniu iných teórií, iných predstáv o svete. Už na druhý deň, ako bol pôvodný oznam zverejnený, som povedal, že podľa mňa tam bola nejaká chyba v meraní. Som presvedčený, že nadsvetelné rýchlosti nie sú, ale aj túto informáciu o možnej chybe v meraní treba overiť. Jednoznačne to nebolo ani vyvrátené, ani potvrdené.“
Testy neutrín budú ešte pokračovať?
„Určite budú pokračovať, aj na experimente OPERA. Fyzikálne teórie sa berú ako reálne až vtedy, keď sa experiment podarí zopakovať minimálne v jednom ďalšom nezávislom experimente. Bez ohľadu na to, aký je teraz výsledok, bude sa to overovať.
Čo očakávame od výskumu neutrín?
„Meranie rýchlosti neutrín je vedľajší produkt, hlavným cieľom experimentu OPERA bolo meranie oscilácie neutrín. Teda keď neutrína menia formy, čo má veľký význam pre pochopenie vlastností neutrín. Nevieme napríklad, či majú nulovú, alebo nenulovú hmotnosť. Ak by sme vedeli určiť ich hmotnosť, dospeli by sme ďalej v poznaní tmavej hmoty, ktorej súčasťou môžu byť práve neutrína. Lepšie by sme chápali, ako vesmír funguje.“
Matúš Krčmárik
Supernova poslala na Zem neutrína
Neutrína prileteli aj zo vzdialenej supernovy. Rýchlejšie ako svetlo vraj neboli.
RÍM, BRATISLAVA. Zrazu sa ten výkyv objavil. Pred 25 rokmi niekoľko neutrínových detektorov začalo zachytávať zopár vzácnych signálov.
Znamenali, že fyzici narazili na neutrína, no netušili prečo. Zhruba o tri hodiny neskôr sa záhada vysvetlila. Na oblohe, vo Veľkom Magellanovom mračne sa objavil úkaz, ktorý znamenal, že vybuchla supernova SN 1987A. Neutrína z nej prileteli skôr, ako vesmírnu katastrofu zachytili optické prístroje.
To by však nebolo zvláštne. Fotóny unikajú z umierajúcej hviezdy ťažšie ako neutrína. Zvláštne však bolo, že jeden z vtedajších detektorov, málo známe Podzemné neutrínové observatórium pod Mont Blancom, zachytil neutrína ešte o čosi skôr.
Ostatné experimenty malo vtedy taliansko-sovietske zariadenie predbehnúť o niekoľko hodín. Detektor však zachytil „iba“ päticu exotických častíc a na jeho výsledky sa zabudlo. Napokon, tri iné detektory na žiadnu anomáliu nenarazili.
Práve výbuch supernovy v hmlovine Tarantula sa často používa ako dôkaz, že neutrína nie sú rýchlejšie ako možnosti svetla. Ak by totiž platila anomália z detektora OPERA, už dávno by sme na čosi podobné narazili aj v okolitom kozme.
Otázne je, či neutrína rýchlejšie ako svetlo vedci už v minulosti nepozorovali. Alebo či neplatí, že Taliani majú na neutrína smolu.
Tomáš Prokopčák
