«Пока сенсация имеет место быть»

Первая статья о регистрации сверхсветовых нейтрино экспериментом OPERA принята к публикации в серьезном журнале по физике. Ни одна из критических статей не оказалось настолько убедительной, чтобы снять все вопросы. Окончательный ответ в течение полугода, максимум года, может быть получен в другом, похожем, эксперименте.

Четыре недели назад стало известно о сенсационных результатах эксперимента OPERA – о регистрации нейтрино, двигавшихся со скоростью, превышающей скорость света. За прошедшее время на сайте препринтов ArXiv.org появилось свыше 80 статей, которые или предлагали теоретическое объяснение данного эффекта, противоречащего современной физике, или указывали на ошибку эксперимента. Ни одна из этих критических статей пока не оказалась настолько убедительной, чтобы можно было говорить об опровержении сенсации. «Насколько мне известно, до сих пор еще не было обнаружено сколь-нибудь существенных некорректностей в обработке данного результата. Все вопросы, поднимаемые физическим сообществом, тщательно рассматриваются и учитываются группой экспертов, занятых в этом анализе», – сообщил сотрудник ИТЭФ Дмитрий Голубков, представитель одной из научных групп, участвовавших в эксперименте OPERA.

Как сообщает британский научно-популярный журнал New Scientist, первая статья с результатами OPERA со сверхсветовыми нейтрино принята к публикации в престижном физическом журнале Physical Review Letters (импакт-фактор за 2010 год 7,621).

Среди обилия работ, в которых указывалось на ошибки ученых в обработке результатов эксперимента с нейтрино, внимание общественности особенно привлекла статья физика Рональда ван Элбурга из Университета Гронингена (Нидерланды). В ней он заявил, что наблюдавшийся эффект связан с работой навигационных спутников GPS, которые использовались в исследовании, а именно при регистрации нейтрино ученые не учли, что сами спутники движутся относительно потока частиц.

Лаборатория Гран-Сассо Итальянского института ядерной физики , где происходит регистрация нейтрино

Лаборатория Гран-Сассо Итальянского института ядерной физики , где происходит регистрация нейтрино.

«Я могу только сослаться на комментарий эксперта из немецкого метрологического агентства (которое в числе прочих было привлечено для синхронизации времени между детектором OPERA и CERN), – сообщил Дмитрий Голубков. – Он говорил, что автор не знает о том, что релятивистские эффекты учитываются в системе GPS, и что одно из его уравнений является полной ерундой, потому что он просто складывает скорости, хотя в специальной теории относительности используется релятивистский закон сложения скоростей.

В своей работе Рональд ван Элбург говорит о том, что для спутника GPS есть две составляющих скорости потока нейтрино. Первая составляющая – движение нейтрино со скоростью света с в сторону детектора. Вторая составляющая – движение детектора в сторону источника нейтрино со скоростью v.

Ван Элбург просто складывает эти скорости: u = с + v.

Между тем скорости в специальной теории относительности складываются по специальному закону: u = (v'+ v) / (1 + v'v / с2), где v' – это скорость в другой системе отсчета. Если эта скорость равна скорости света, то есть v' = с, то u = c.

Так что нет, пока еще сенсация имеет место быть, что делает жизнь интереснее».

Как сообщает Livescience, ван Элбург отреагировал на критику следующим образом: касательно сложения скоростей он заявил, что его неправильно поняли, а информацию о том, что спутники GPS учитывают релятивистские эффекты, он обещал проверить в ближайшее время.

Стоит отметить, что на том семинаре, где впервые рассказывалось о сверхсветовых нейтрино, авторы утверждали, что они учли эффекты общей теории относительности.

«Появляются и другие статьи, – рассказал старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики и член коллаборации CMS БАК Андрей Крохотин. – Например, какое-то время назад появилась теоретическая статья, написанная Шелдоном Ли Глашоу (нобелевским лауреатом, создавшим теорию электрослабого взаимодействия), о том, что если бы такие нейтрино существовали, то они должны бы испускать что-то вроде черенковского излучения. А черенковское излучение испускают частицы, движущиеся со скоростью, превышающей скорость света в среде. По современным представлениям, самая большая скорость – это скорость света в вакууме, и вот ее ничто не может превышать, а в среде частицы могут иметь скорость выше скорости света. И вот по аналогии с этим предполагалось, что если у нейтрино скорость выше скорости света в вакууме, то уже вакуум окажется «средой» и нейтрино будут излучать и терять энергию.

На днях коллаборация ICARUS (возглавляемая другим нобелевским лауреатом Карло Руббиа) выпустила препринт, в котором утверждается, что они провели измерения на том же пучке нейтрино, что и группа, заявившая об открытии сверхсветовых нейтрино, и ничего не нашли.

Но опять же остается неопределенность. Непонятно, будут ли такие нейтрино излучать или нет.

По моему мнению, окончательный ответ даст только другой похожий эксперимент. Этим экспериментом будет MINOS – это эксперимент в США. Из Фермилаба (штат Иллинойс, там находится закрытый недавно коллайдер Тэватрон) летит пучок нейтрино, который регистрирует детектор, установленный в шахте в штате Миннесота. Это очень похоже на то, что делается в OPERA. До сих пор измерение скорости нейтрино не было для них приоритетом. Однако теперь, после работы OPERA, это для них одно из основных направлений. Но пока что у них нет возможности измерять время пролета так же точно, как и в OPERA: нужен апгрейд детектора. Они его вроде бы собираются провести в ближайшие полгода-год. Вот они-то, скорее всего, и поставят точку в этом вопросе».

«Реально (с экспериментальной точки зрения) нам остается продолжать искать возможные источники систематических неопределенностей, которые могли быть упущены при анализе, ждать обновления измерения самим экспериментом OPERA (набор статистики продолжается, и к данному анализу теперь привлечено больше людей) и, самое главное, ждать результатов независимых проверок другими экспериментами, – говорит Дмитрий Голубков. – Насколько я себе представляю, ближайшая такая проверка может быть проведена экспериментом MINOS (который уже делал аналогичный анализ, пусть и с меньшей точностью, в 2007 году) за время примерно в полгода».

24 Октября 2011, 4:15    Den    4723    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.