U septembru su fizičari sproveli eksperiment u kom su poslali veliki broj neutrina iz Švajcarke u Italiju i mjerili koliko im je potrebno da pređu ovaj put. U preko 15.000 experimenata neutrini su stizali za 60 nanosekundi, što znači 60 nanosekundi brže od brzine svjetlosti. Ajnštajnova teorija relativiteta tvrdi da je ovo nemoguće - ništa ne može da putuje brže od svjetlosti.
Činjenica da je eksperiment toliko puta pokazao iste rezultate sugeriše da je jedna od 2 stvari istinita: Ili su neutrini zaista u mogućnosti da putuju brže od svjetlosti, čime se otvara novo poglavlje fizike, ili u eksperimentu postoji neka fundamentalna greška, što je vjerovatnije.
Eksperiment
Neutrini se kreću veoma veoma brzo i razdaljina koju su prešli u ovom eksperimentu nije bila previše velika za njih, svega 730 km. To znači, da bi otkrili koliko je zaista neutrinima potrebno da pređu neki put, potrebno je precizno znati 2 stvari - razdaljinu između 2 tačke i vrijeme u koje su neutrini napustili prvu poziciju (izvor) i stigli na drugu (detektor).
U svom eksperimentu CERN je koristio GPS za sva mjerenja. Morali su da izračunaju brojne različite varijable kako bi to uradili i vrlo je moguće da su zaboravili kritičnu stvar - relativitet.
Sve je relativno
Relativitet je zaista vrlo čudnovat. Kaže da stvari kao što su vrijeme i razdaljina mogu da variraju u zavisnosti kako ih posmatrate, naročito ako se krećete veoma brzo u odnosu na nešto drugo. U slučaju neutrina postoje 2 stvari o kojima moramo da se zapitamo: detektori na zemlji koji su mjerili kada su neutrini krenuli i stigli i GPS sateliti u svemiru koji su se koristili kao osnova za sva mjerenja. Kako se sateliti nalaze u orbiti Zemlje i pomjeraju se brže od detektora, možemo videti da su u različitom „referentnom okviru“, što znali da je pokret satelite znatno drugačiji od pokreta na Zemlji.
Djelimično zbog relativiteta, nijedna od ovih referenci nije u potpunosti „tačna“. Iz naše perspektive sa Zemlje, sateliti jure oko orbite brzinom od oko 14.500 km/h. Ali iz perspektive satelita, Zemlja juri podjednako brzo i razlika u vektorima brzine između ova dva referentna okivira je dovoljno velika da mogu da se dese razne čudne stvari.
Satelitska perspektiva
Kako bismo razumjeli na koji način relativitet utiče na eksperiment neutrina, potrebno je da zamislimo da visimo na jednom od GPS satelita i gledamo Zemlju kako promiče pod nama. Zapamtite da se iz referencijskog ukvira nekoga na satelitu mi ne pomjeramo, već Zemlja. Kako ekspreiment odmiče, počinjemo da mjerimo vrijeme neutrina izvora u Švajcarskoj.
U međuvremenu, detektor u Italiji se pomjera istom brzinom kao i ostatak Zemlje i iz naše perspektive, pomjera se ka izvoru. To znači da će neutrini imati znatno kraći put da pređu nego što se to čini u samom eksprimentu. Prestajemo da merimo vrijeme neutrinima onog trenutka kada stignu u Italiju i shvatamo da su se kretali brzinom koja je utješno manja od brzine svjetlosti.
Međutim, kada oni na Zemlji pogledaju vrijeme polaska i dolaska, sve izgleda drugačije i naučnici uviđaju da brojevi nemaju smisla. Neutrini nisu nikako mogli da prođu tu razdaljinu mjerenu sa zemlje i sa satelita, a da se ne kreću brzinom svjetlosti.
U tom slučaju su naučnici potpuno u pravu, jer razdaljina koju neutrini treba da pređu u njihovim referencijalnim okvirima duža je od one koju prelaze u našim okvirima, jer se mjerenjem sa satelita detektor pomjera ka izvoru. Zato je potrebno u proračun uključiti relativitet kako bi se došlo do preciznijih rezultata.
Istraživači sa Univerziteta Groningen u Holandiji pristupili su proračunu kolikog je uticaja relativitet imao na ovaj eksperiment i otkrili da bi tačna kompenzacija iznosila dodatne 32 nanosekunde na svakom kraju. Sve ove pretpostavke još uvijek treba preispitati i potvrditi, ali za sada izgleda kao da je terorija relativiteta ne samo sigurna, već i još jednom potvrđena.
(B92, Bl!n/đk)