Valguse kiirust ületavate neutriinode eksperiment seati kahtluse alla

Sõltumatu eksperiment näitas, et neutriinode energiaspekter ei klappinud valguse kiirusest kiiremini liikumiseks.

Kuu aega tagasi avaldasid Šveitsi ja Itaalia koostöös toimuva OPERA eksmerimendi juures töötavad teadlased teate, et nende tulemused viitavad, et neutriinod liiguvad valguse kiirusest kiiremini. Senise füüsikateooria kohaselt on valguse kiirus universumis kiireim võimalikest.

See töö on tekitanud tormi füüsikute seas ning kuu aja jooksul on esitatud juba üle 80 uue teadusartikli käsikirja, mis OPERA eksperimenti püüavad kas seletada või ümber lükata.

Tartu Ülikooli teoreetilise füüsika vanemteadur Piret Kuusk on jälginud arenguid vahepealsel ajal. Ta kirjutab: “Otsustava tähtsusega tulemused füüsikas pärinevad katsetest ning neutriinokatsed on keerulised ja aeganõudvad, nii et uusi sõltumatuid uuringuid tuleb oodata veel aastaid. Küll aga saab juba käimas olevates eksperimentides kogutud katseandmeid  kasutades otsida uut teavet neutriinode liikumise kohta. Selleks peavad teoreetikud esitama uue küsimuse, millele saab noist andmemassiividest leida vastuse.

Sellist strateegiat kasutas oma andmetöötluses OPERA katseskeemi täiendava, uuema, alles 2011. a kevadel käivitunud neutriinodetektori ICARUS meeskond. Uue küsimuse esitasid Ameerika teoreetikud Andrew  Cohen ja Sheldon Glashow oma 29. septembri artiklis: kui neutriinod tõesti liiguvad kiiremini kui valgus, peaks teoreetiliselt olema võimalikud protsessid, mis on analoogilised ülehelikiirusega liikuva lennuki lööklaine tekkimisele ja mis keskkonnas liikuva laengu korral on tuntud kui Tšerenkovi kiirgus.

Neutriinode korral oleks vastav protsess määratud nõrga vastastikmõjuga ja autorite arvutuste põhjal oleks kõige olulisem elektron-positronpaari kiirgamine neutriino poolt.

Kuid paari tekkeks vajalik energia vähendaks neutriino enda energiat ja seetõttu peaks detektoris registreeritud neutriinode energiaspektris olema vähem suure energiaga neutriinosid.

ICARUSe andmed seda ei näita ja seetõttu väidavad 17. oktoobril avaldatud artikli autorid, et OPERA tulemusi ei saa interpreteerida kui vihjet neutriinode liikumisele valguse kiirusest nobedamalt.

OPERA meeskond ruttas kinnitama, et nad aimasid midagi Coheni-Glashow efekti sarnast juba veebruaris ja teadsid, et nende katseandmed seda efekti ei näita, kuid ei pidanud seda teavet oluliseks.

Niisiis, diskussioon jätkub, nagu see teaduses on tavapärane. Enne kui pole uute sõltumatute katsete tulemusi, ei saa midagi kindlat järeldada. Kuid see ei takista teoreetikuid fantaseerimast teemal „Aga mis siis, kui neutriinod liiguvadki kiiremini kui valgus?“

Enamik neist 80 tööst ongi just kõikvõimalikud vastusevariandid, mida teoreetikud said kiiresti leida oma sahtlisse visatud, ent seni ulmeliseks peetud arvutustest. Et aga ka sedasorti rehkendustel on mõtet, seda näitab asjaolu, et Cohen ja Glashow leidsid ülalnimetatud efekti lähtudes oma eelmise sajandi lõpul tehtud töödest, kus näitasid, et mitmesuguste suure energiaga osakeste katsete põhjal erirelatiivsusteooria kehtib peaaegu täpselt, suhteline rikkumine ei saa olla suurem kui 10 astmes -15.”                     

• Tweet