Neutrini care călătoresc mai repede decât lumina? Acest lucru pare să indice măsurătorile efectuate de o echipă de cercetători condusă de Dario Autiero, cercetător CNRS, în cadrul experimentului internațional OPERA. Acest rezultat uluitor a fost publicat vineri, 23 septembrie 2011 la ora 2 a.m. (ora Parisului) pe ArXiv(1) și prezentat în aceeași zi la ora 16 în cadrul unui seminar la CERN, la Geneva, difuzat online.
Odată cu teoria relativității speciale enunțată în 1905, Einstein a demonstrat în mod deosebit că nimic nu poate depăși viteza luminii în vid. Cu toate acestea, mai mult de un secol mai târziu, după trei ani de măsurători de foarte mare precizie și analize complexe, experimentul OPERA(2) a raportat un rezultat total neașteptat: neutrinii ajung la Gran Sasso cu un avans mic, dar semnificativ în comparație cu timpul în care lumina au făcut aceeași călătorie în vid.
Experimentul OPERA este dedicat observării unui fascicul de neutrini produs de acceleratoarele CERN din Geneva și detectat la 730 km mai departe de laboratorul subteran Gran Sasso din Italia. Lumina parcurge această distanță în 2,4 milisecunde. Cu toate acestea, experimentul OPERA a putut măsura neutrinii care au ajuns la Gran Sasso cu 60 de nanosecunde mai devreme. Cu alte cuvinte, într-o „cursă pe distanță lungă” de 730 km, neutrinii trec linia de sosire cu 20 de metri în fața fotonilor ipotetici care ar fi parcurs aceeași distanță.
„Am instalat un dispozitiv între CERN și Gran Sasso care ne permite sincronizarea la nivel de nanosecundă și am măsurat distanța dintre cele două site-uri la 20 de centimetri. Aceste măsurători au incertitudini și statistici scăzute, astfel încât avem mare încredere în rezultatele noastre”, explică Dario Autiero, cercetător CNRS la Institutul de Fizică Nucleară din Lyon (IPNL). „Suntem, prin urmare, dornici să comparăm măsurătorile noastre cu cele din alte experimente, pentru că nimic din datele noastre nu explică de ce se pare că observăm neutrini în exces de viteză. » Aceste rezultate se bazează pe observarea a peste 15 de neutrini.
„Acest rezultat este complet neașteptat”, spune Antonio Ereditato, de la Universitatea din Berna și purtător de cuvânt al experimentului OPERA. „Luni lungi de cercetări și verificări nu ne-au permis să identificăm un efect instrumental care să explice rezultatul măsurătorilor noastre. „Dacă cercetătorii care participă la experimentul OPERA își continuă munca, ei așteaptă cu nerăbdare să își compare rezultatele cu alte experimente pentru a evalua pe deplin natura acestei observații”.
Până acum, viteza luminii a fost întotdeauna considerată o limită de netrecut. Dacă nu ar fi așa, acest lucru ar putea deschide perspective teoretice complet noi. Având în vedere impactul enorm pe care un astfel de rezultat l-ar putea avea, prin urmare, pentru fizică, sunt necesare măsurători independente, astfel încât efectul observat să poată fi infirmat sau stabilit formal. Acesta este motivul pentru care cercetătorii din colaborarea OPERA au dorit să deschidă acest rezultat unei examinări mai ample de către comunitatea fizicii.
Experimentul OPERA a fost inaugurat în 2006 pentru a studia transformările rare (oscilațiile) neutrinilor muoni în neutrini tau. O astfel de oscilație a fost observată în 2010, demonstrând capacitatea unică a acestui experiment de a detecta semnalele aproape evazive ale neutrinilor tau.
În experimentul OPERA sunt implicate patru laboratoare CNRS:
* Institutul de Fizică Nucleară din Lyon (CNRS/Université Claude Bernard-Lyon 1),
* Institutul Multidisciplinar Hubert Curien (CNRS/Universitatea din Strasbourg),
* Laboratorul Acceleratorului Linear (CNRS/Université Paris-Sud 11) care a participat până în 2005,
* Laboratorul Annecy le Vieux pentru fizica particulelor (CNRS/Universitatea din Savoia).
notițe
1. Aceste rezultate au fost publicate vineri 23 septembrie pe site-ul de arhive deschise ArXiv
2. Detectorul OPERA a fost proiectat și utilizat de o echipă de cercetători cu sediul în Germania, Belgia, Coreea, Croația, Franța, Israel, Italia, Japonia, Rusia, Elveția și Turcia. Acest experiment reprezintă o întreprindere științifică complexă, realizată datorită expertizei unui număr mare de oameni de știință, ingineri, tehnicieni și studenți, precum și implicării puternice a diferitelor părți interesate în acest proiect. De remarcat în special sunt laboratoarele LNGS/INFN și CERN, precum și sprijinul financiar semnificativ din partea Italiei și Japoniei și contribuțiile semnificative din Germania, Belgia, Franța și Elveția. Această cooperare științifică reunește în prezent aproximativ 160 de cercetători din 30 de instituții diferite din 11 țări.
Autor
Centrul Național de Cercetări Științifice
http://www.notre-planete.info/actualites/actu_2955_.php
http://www.cnrs.fr/
