حرکت ذرات زیراتمی با سرعت بیشتر از سرعت نور

 منبع :همشهری آنلاین

 یک از ارکان فیزیک- نظریه اینشتین درباره اینکه هیچ چیز نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند- ظاهرا با اندازه گیری حرکت سریع‌تر گروهی از ذرات زیراتمی در شتاب‌دهنده بزرگ هالدرون به چالش کشیده شده است.
  به گزارش آسوشیتدپرس دانشمندان در بزرگترین آزمایشگاه فیزیک جهان پنجشنبه 22 سپتامبر (31 شهریور) اعلام کردند توانسته‌اند سرعت حرکت ذرات نوترینو را با سرعت بیشتر از سرعت نور اندازه‌گیری کنند. این رخداد بر اساس نظریه نسبیت خاص 1905 اینیشتین- که با معادله مشهور [لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید] بیان میشود- اصولا نباید رخ دهد.

 جیمز ژیلیس، سخنگوی سازمان پژوهش هسته‌ای اروپا(CERN) ، در این باره گفت: "احساس اغلب افراد این است که چنین چیزی نمی‌تواند درست باشد، نمی‌تواند واقعی باشد."

 به گفته ژیلیس این اندازه‌گیری‌ها به قدری باعث شگفتی پژوهشگران شد که آنها از دیگر دانشمندان می‌خواهند پیش از اعلام واقعی بودن این کشف به طور مستقل این اندازه‌گیری‌های را تایید کنند. 
 او گفت: "آنها جامعه گسترده‌تر فیزیکدانان را فراخوانده‌اند تا نتایج کار آنها را بررسی کنند و به طور مشروح آنها را مورد مداقه قرار دهند، و در شرایط ایده‌آل پژوهشگران اندازه‌گیری‌ها را تکرار کنند." 
 دانشمندان در CERN می‌گویند دسته‌ای از نوترینوها را که از شتاب‌دهنده‌ ذره‌ای در نزدیک ژنو به آزمایشگاهی در فاصله 730 کیلومتری در ایتالیا شلیک کردند 60 نانوثانیه سریع‌تر از سرعت نور حرکت کرده است. دانشمندان حاشیه خطای این آزمایش را 10 نانوثانیه محاسبه کرده‌اند، و به این ترتیب این تفاوت از لحاظ آماری قابل توجه است. اما با توجه پیامدهای فراوان این یافته‌، آنها ماه‌ها صرف بررسی مجدد نتایج‌شان کردند تا مطمئن شوند خطایی در این آزمایش وجود ندارد. 
 این پژوهشگران اکنون به لابراتوارهای مشابه در آمریکا و ژاپن چشم دوخته‌اند تا این نتایج را تایید کنند. دانشمندان در موسسه رقیب، آزمایشگاه فرمی در شیکاگوی آمریکا وعده دادند به فوریت این آزمایش را تکرار کنند. 
 دانشمندان اتفاق نظر دارند که اگر این نتایج تایید شود، بازاندیشی بنیادی در قوانین طبیعت را باعث خواهد شد. 
 به گفته جان الیس فیزیکدان نظری در CERN که در این تحقیق شرکت نداشت می‌گوید نظریه نسبیت خاص اینشتین مبنی بر اینکه انرژی معادل جرم ضربدر مربع سرعت نور است، اساس فیزیک مدرن است و تا به حال در توضیح رخدادها به طور کامل موفق بوده است. 

همانطور که انتظارمیرفت انتشاراین خبر علمی زلزله‌ای در دنیای فیزیک به‌پا کرد . اغلب فیزیکدانان در انتظار نتایج تکرار آزمایشات هستند

به گزارش مهر، دانشمندان و فیزیکدانان مختلف جهان نیز در قبال این خبر واکنشهای متفاوتی از خود نشان داده اند. "جیم الخلیلی" استاد فیزیک دانشگاه سوری می گوید: احتیاط دانشمندان سرن در ترجمه یافته های جدیدشان کار بسیار درستی است. در صورتی که نوترینوها سرعت نور را شکسته باشند، می توانند نظریه بنیادین فیزیک متعلق به قرن اخیر را زیر و رو کند.

به گفته وی این رویداد می تواند حقیقت داشته باشد اما احتمال اینکه در انجام مطالعات خطایی رخ داده باشد بسیار بیشتر است. الخلیلی می گوید: اگر نتایج آزمایشهای سرن به اثبات برسند و نورترینوها سرعت نور را شکسته باشند، من در یک برنامه زنده تلویزیونی شلوارک ویژه بوکس خود را می بلعم!

"استفان هاوکینگ" فیزیکدان مشهور انگلیسی نیز با بیان تردید در زمینه درست بودن نتایج این تحقیقات می گوید: هنوز بسیار زود است که بتوان این یافته ها را تفسیر کرد. برای این کار به آزمایشها و شفاف سازی های بیشتری نیاز خواهد بود.

دیگر فیزیکدانان بر این باورند با اینکه باید دقت این آزمایشها به تایید برسد، تاثیر آن بر روی درک انسان از علوم و جهانی که او را احاطه کرده می تواند کاملا بی سابقه باشد.

"برایان کاکس" فیزیکدان و تهیه کننده برنامه های علمی تلویزیونی نیز در این باره می گوید: در صورتی که این یافته به تایید برسد، مهمترین کشف فیزیکی طی 100 سال گذشته خواهد بود، با این همه تایید آن کار بسیار دشواری بوده و نیازمند بازنویسی درک انسان از جهان هستی خواهد بود. این ادعا به اندازه ای غیر عادی است که باور کردن آن ممکن نیست.

از سویی دیگر"جان کاستلا" فیزیکدان استرالیایی نتایج این تحقیقات را زیر سوال برده و محققان را به انجام اشتباهی شرم آور در محاسبات خود متهم کرده است.

بر اساس گزارش تلگراف، "کاستلا" می گوید: هر فیزیکدانی که ذره ای از نوتریونوها آگاهی داشته باشد در برابر این نتایج تاسف خواهد خورد زیرا مشخص است که نتایج "اوپرا" کاملا اشتباه است.

تاثير يك ادعا در ‌10 اصل اساسي فيزيك

در پي ادعاي دانشمندان مركز «سِرن» در مورد شكست سرعت نور توسط ذرات ريزي موسوم به نوترينوها و مقابله آن با نظريه نسبيت خاص انيشتين در مورد اينكه هيچ چيز نمي‌تواند سرعت نور را بشكند، جنجال بزرگي در جهان علم در مورد اين ادعا براه افتاد. برخي دانشمندان در برابر اين ادعا، موضع گرفته و آن را نتيجه سنجش‌هاي اشتباه اخير اين محققان دانسته‌اند. اما چه اين اندازه‌گيري‌ها اشتباه باشد يا فيزيكدانان مجبور به تغيير در بسياري از نظريه‌هاي مورد اعتماد كنوني شوند، در ادامه به بررسي 10 مورد كه ممكن است تحت تاثير اين ادعا قرار بگيرند، مي‌پردازيم:
1) نسبيت خاص: قانون سرعت نور نشان‌دهنده پايه نظريه نسبيت خاص انيشتين در سال 1905 است. اين قانون با مفهوم سرعت مطلق كنار گذاشته شده و بجاي آن گفته شده كه حركت، نسبي است. اين قانون تنها در مورد نور استثنا دارد. تمام ناظران بدون توجه به سرعت آنها، به اندازه‌گيري سرعت نور در 299 ميليون و 792 هزار و 458 متر بر ثانيه خواهند پرداخت. اين سرعت نشانگر سريع‌ترين ميزان حركت بوده كه حد بالاي مطلق در حركت است. حال آن كه ادعاهاي جديد اين قانون مورد اعتماد را تهديد كرده است. به گفته «رابرت پلانكت»، فيزيكدان آزمايشگاه فرمي‌لب، طبق نظريه نسبيت براي سريع‌تر شدن سرعت هر چيز از سرعت نور، نياز به صرف ميزان نامحدودي از انرژي است. در صورت صحيح بودن اين ادعا، اين قوانين بايد بازنويسي شوند.
2) سفر زمان: طبق نظريه نسبيت خاص در مورد سرعت نور، اگر كسي قصد خروج از اين محدوديت را داشته باشد، ممكن است در زمان به سمت عقب برگردد. ادعاي جديد شكسته شدن نور توسط نوترينوها، منجر به بروز انواع سؤالات ناراحت‌كننده شده است. اگر واقعا نوترينوها سريع‌تر از نور حركت مي‌كنند، پس بايد به نوعي، مسافر زمان باشند. اين ذرات به لحاظ نظري مي‌توانند پيش از اينكه محل خود را ترك كنند، به مقصد رسيده باشند. از نظر فيزيكدانان، چنين قابليتي در صورتي‌كه وجود داشته باشد، مي‌تواند براي ارسال نوترينوها به زمان قبل براي تحويل پيام‌ها كاربري داشته باشد.
3) علت و معلول: يك قانون بنيادي فيزيك و در حقيقت براي تمام علوم، قانون عليت است: اين كه علت هميشه بر معلول مقدم است. اين قانون در فيزيك كلاسيك پذيرفته شده و نظريه نسبيت خاص عليرغم نسبيت حركت يك شي، براي حفظ اين قانون زحمات زيادي را متحمل شد. طبق اين نظريه، در صورتي‌كه چيزي سرعت نور را بشكند، مي‌تواند در زمان به قبل سفر كند. در اين صورت يك معلول مي‌تواند به عقب و پيش از علت خود بر‌گردد. براي مثال كودكي را در گهواره در نظر بگيريد كه پيش از هل دادن، خود بچرخد. چنين نتيجه‌اي مي‌تواند يك بدعت علمي بوده و مسلما به بازنويسي قوانين خاصي در فيزيك براي حفظ قانون عليت نياز است.
4) E=mc2: اين معادله مشهور انيشتين نشان مي‌دهد كه انرژي و جرم با هم برابر بوده و مي‌توانند با c-squared (نشانگر ثابت سرعت نور) به يكديگر تبديل شوند. موقعيت سرعت نور بعنوان حد نهايي سرعت كيهاني، دليل حضور آن در اين فرمول اصلي است. اما اگر c در حقيقت سريع‌ترين سرعت ممكن در جهان نباشد، و چيزهاي ديگري با سرعت بالاتر وجود داشته باشند، ممكن است اين حرف را به اجبار در برخي موقعيت‌هاي خاص منطبق كرد. شايد سرعت حركت نوترون‌ها سزاوار بردن عنوان حداكثر حد محدوده سرعت باشد.
5) مدل استاندارد: مدل استاندارد نام نظريه شاخص فيزيك ذرات است كه به توصيف تمام گونه‌هاي شناخته شده ذرات ريزاتمي مي‌پردازد كه جهان را تشكيل داده‌اند. اما اگر قانون سرعت نور و نظريه نسبيت بازنويسي شوند، اين مدل نيز ممكن است نياز به تنظيم داشته باشد. به گفته «استفان پارك»، رييس دپارتمان فيزيك نظري فرمي‌لب در باتاوياي آمريكا، يكي از پايه‌هاي مدل استاندارد، نظريه نسبيت خاص است. اگر پايه‌ها دچار تغيير شوند، خود اصل نيز دچار تغيير خواهد شد.
6) نظريه ريسمان: نظريه ريسمان يك ايده جديد است كه تمام ذرات بنيادي در حقيقت حلقه‌ ريز لرزان يك ريسمان هستند. اين فرض بنظر مي‌رسد كه محدود وسيعي از مفاهيم را دربر مي‌گيرد، از جمله احتمال اينكه جهان از بعدهاي بيشتري از آنچه تاكنون شناخته شده برخوردار است. آزمايش نظريه ريسمان بسيار مشكل بوده و هيچ شاهدي بر صحت آن وجود ندارد؛ اما اگر اندازه‌گيري نوترينوها صحيح باشد، به گفته برخي فيزيكدانان مي‌توان از اين نظريه براي توضيح آنها استفاده كرد. به گفته برخي ديگر از دانشمندان، شايد نوترينوها در كنار خط مستقيمي كه ما تصور مي‌كنيم حركت نكرده و در عوض در يك بعد ديگر كه توسط نظريه ريسمان توصيف شده حركت مي‌كنند. در اين حالت آنها مي‌توان راه كوتاهتري را به سوي مقصد خود طي كرده از اين رو سرعت نور را بشكنند.
7) نوترينوها: شايد اين كشف جديد نه در مورد سرعت بالاتر يك چيز ديگر از نور، بلكه در مورد خود نوترينوها بوده است. در اين صورت حتما چيز خاصي در مورد اين ذره وجود دارد كه دانشمندان هنوز از آن آگاهي ندارند. نوترينوها خنثي بوده و تا حدي بي‌جرم هستند كه ندرتا با ماده عادي تعامل برقرار مي‌كنند. آنها از انواع مختلفي برخوردار بوده كه به آنها چاشني گفته مي‌شود؛ بنابراين احتمال دارد كه قابليت سرعت بالاتر از نور آنها، ويژگي خاصي نيز براي خود آنها باشد.
8) تاكيون‌ها: فيزيكدانان در دهه 1960 اعلام كردند ممكن است ذراتي وجود داشته باشند كه از قابليت عبور از سرعت نور برخوردار هستند. اين ذرات كه تاكيون نام دارند، تنها در نظريه وجود داشته و تاكنون شناسايي نشده است. به دليل ويژگي دردسرساز «تاكيون» از جمله احتمال نقص قانون عليت، بسياري از فيزيكدانان آن را يك مفهوم حاشيه‌اي در نظر گرفته‌اند. در صورت درست بودن نظريه نوترينوها، دانشمندان مجبور خواهند بود نگاه ديگري نيز به تاكيون‌ها داشته باشند.
9) ابرنواختر1987A: يكي از متناقض‌ترين قسمت‌هاي شواهد براي يافته‌هاي جديد از رصدهاي ابرنواختر1987A بدست آمده كه در فاصله 168هزار سال نوري از زمين در سحابي ماژلاني بزرگ قرار دارد. رصدهاي اين ستاره مرده از آزمايش «كاميوكاند» دوم در ژاپن نشان داد كه نور و نوترينو جدا شده از اين ابرنواختر با فاصله زماني چندين ساعت از هم به زمين رسيده‌اند. در اين فاصله طولاني، اين مسئله بدين معني است كه نور و نوترينو در يك بخش از 100ميليون سرعت نوري نور حركت مي‌كنند. اين رصد يكي از دستاوردهاي اصلي در نجوم محسوب مي‌شود و براي «ماساتوشي كوشيبا» جايزه نوبل را به ارمغان آورد. اما يافته‌هاي جديد اين نتايج را رد كرده و مي‌گويند كه نوتترينو سرعت نور را در 60 نانوثانيه در 730 كيلومتر شكسته كه معادل دو بخش در 100 هزار است. بدين ترتيب به نظر مي‌رسد كه بايد يك تجديدنظر در سنجش‌هاي ابرنواختر يا در يافته‌هاي نوترينو انجام شود.
10) تكامل جهان اوليه: جنبه‌هاي بسيار ديگري از نجوم نيز ممكن است تحت تاثير اين يافته‌هاي جديد قرار بگيرند. در حقيقت، برخي حقايق در مورد جهان اوليه نيز مبتني بر اندازه‌گيري‌ها و نظريات نوترينوها هستند. به گفته «درك فاكس»، ستاره‌شناس دانشگاه پنسيلوانيا، نوترينوها در جهان اوليه بوفور وجود داشتند و اگر رفتار متفاوتي كنند، اين امر بر محاسبات در مورد تكامل جهان اوليه تاثير مي‌گذارد. علاوه بر آن، نوترينوها در واكنش‌هاي همجوشي كه نيروي ستاره‌ها را تامين مي‌كنند، بوجود مي‌آيند از اينرو اگر اين ذرات رفتار متفاوتي داشته باشند، احتمالا بايد در مدل‌هاي ستاره‌اي نيز تجديدنظر كرد.

 بله این خبر را خواندم

اگر نتایج ازمایش دانشمندان «سرن» درست باشد تئوری معروف و قبول شده اینشتین شکست می خورد. دانشمندان بین ال ملل هشدار داده اند که باید دومرتبه این ازمون را امتحان کنیم و نتایج آن سخت مورد تحلیل و نظارت باشد چرا که این تئوری یکی از پایه های اصولی علم فیزیک است 

روزنامه ایتالیایی لاستمپا با "آنتونیو اردیتاتو"، استاد فیزیک دانشگاه برن آلمان و سرپرست تیم آشکارساز اپرا مصاحبه ای را انجام داده است که خبر گزاری مهر اقدام به انتشار آن نموده است . این مصاحیه عینا از خبرگزاری مهر نقل میشود:


پروفسور آنتونیو اردیتاتو، شما سرپرست آزمایش اپرا هستید. این نتایج را چطور دیدید؟

قبول نتایج ما آسان نیست. افرادی در سمینار سرن شرکت کردند که بسیاری از آنها سئوالاتی آتشین را از ما پرسیدند اما ما موفق شدیم به همه آنها پاسخ دهیم. خود ما هنوز نمی دانیم که آیا نوترینوها واقعاً سریعتر از نور حرکت می کنند یا خیر. اما درحال حاضر این نتایج مشاهدات ما است و ما می خواستیم که جامعه علمی قبول کند که ما کارمان را درست انجام داده ایم. شاید بعدها به این نتیجه برسیم که همه این چیزها به سبب چند پدیده تاکنون پیش بینی نشده اتفاق افتاده باشد. علم همیشه همینطور عمل می کند.

یعنی باید شما را باور کنیم؟ گزارش شما هوشیارانه است اما با یک جمله ساده، خاص بودن این نتایج را نشان می دهد: "علیرغم اینکه اندازه گیریهای ما بسیار دقیق است ما برای کسب نتایج بالقوه بزرگتر به ادامه مطالعات خود نیاز داریم".

یک نتیجه تا این حد غیرمنتظره ما را وادار می کند که محتاط باشیم. هر اندازه گیری می تواند توسط دو نوع خطا تغییر کند. اول، خطاهای آماری است که می توانند به دلیل کمی موارد مورد آزمایش رخ دهند. به همین دلیل ما حجم بالایی از عبورها، 15 هزار نوترینو را گسیل کردیم و هنوز به جمع آوری اطلاعات خود ادامه می دهیم. به همین دلیل نیاز است که این اندازه گیری بازهم تکرار شود. دستگاههای مشابهی هم در آمریکا و ژاپن وجود دارند که می توانند این آزمایشات را دوباره انجام دهند.



علیرغم این همه احتیاط، معتقدید که نتایج شما قطعاً بسیار شگفت انگیز بوده اند، چرا؟

ما اثر ترکیبی خطای آماری و خطای سیستماتیک را اندازه گیری کردیم و به این نتیجه رسیدیم که سطح عدم اطمینان تنها 10 میلیاردیم ثانیه است. حتی در بدترین فرضیه ها نوترینوها نسبت به نور مزیت بالاتری دارند.

نوترینوها ذراتی نامرئی هستند اما شما سرعت آنها را با دقت شگفت انگیزی اندازه گیری کردید. دستگاههای اپرا ورود آنها را ثبت می کنند اما از کجا می فهمند که این ذرات چه وقت از مبدأ حرکت کرده اند؟

ما این نوترینوها را از پروتونهایی تولید می کنیم که به یک هدف برخورد می کنند و ذراتی به نام پیون ها را می سازند. سپس پیون ها از هم فرو می پاشند و نوترینوها را تولید می کنند. در این فرایند، تنها چیزی را که می توانیم با دقت کنترل کنیم لحظه ای است که در آن پروتونها تولید می شوند اما این برای محاسبه دقیق لحظه عزیمت نوترینوها کافی است.

به روشی بسیار دقیق باید هم فاصله میان سرن و گرن ساسو را بدانید و هم زمان سفر میان این دو نقطه را. این کار را چطور انجام دادید؟

ما به کارشناسان زمین سنجی خود در دانشگاهها و موسسات تحقیقاتی در سوئیس، آلمان و ایتالیا اطمینان داریم. برای اندازه گیری این فواصل از دستگاههای بسیار دقیق "جی. پی. اس" و برای اندازه گیری زمان سفر ذرات از ساعتهای اتمی سینکرونی شده استفاده کردیم.

آیا می توان گفت که این اندازه گیریها در واقع یک جنبه ثانویه از آزمایش اپرا است؟

بله درست است. اپرا برای مطالعات مختلفی درباره نوسان نوترینو آماده شده است. اندازه گیری این سرعت را ما تقریباً با یک عدم اطمینان و اتفاقی انجام دادیم اما اکنون به یک بخش مهم از این آزمایش تبدیل شده است.

این نتایج نوع نگاه ما به جهان را چگونه تغییر می دهند؟

در این مورد نظری ندارم. درحال حاضر می خواهم تمام توجه خود را بر روی صحت این اندازه گیری متمرکز کنم. این نتایج درصورتیکه با هر نوع توضیح تئوریک تائید شوند نتیجه بسیار هیجان انگیز خواهد بود.

و فیزیک تجربی چگونه تغییر می کند؟

در فیزیک ذرات سه رشته اصلی وجود دارند. اولی با حداکثر انرژی ممکن به دنبال مجهولات می گردد. مثل همان کاری که با برخورد دهنده بزرگ هادرون (Lhc) انجام می شود. دومی بر روی اندازه گیریهای دقیق تمرکز می کند مثل کاری که آزمایش اپرا می کند و رشته سوم بر روی ذرات کیهانی مطالعه می کند. فکر می کنم که این سه نوع از تحقیقات باید در هم ادغام شوند تا بتوانند به نتایج پیشرفته تری دست یابند

[COLOR=#0070C0][HIGHLIGHT=#0070C0]  آزمایش سرعت نوترینوها/ تلاش برای اثبات یا رد سرعت بالاتر از نور در ذرات    

   

دانشمندانی که اعلام کردند موفق به کشف سرعت فراتر از نور در ذرات بنیادین شده اند قصد دارند آزمایش خود را به شیوه ای متفاوت دوباره بیازمایند.

به گزارش خبرگزاری مهر، این تجدید آزمایش در راستای انتقاداتی است که بر نتایج این آزمایش وارد شده و به فیزیکدانان امکان می دهد پیش از انتشار نهایی نتایج مطالعه خود، از درست بودن آن اطمینان بیشتری به دست آورند. به گفته دکتر "سرجیو برتولوچی" رئیس بخش مطالعات سرن بسیار حیاتی است که دانشمندان درباره مفهوم نتایج این مطالعه گیج و سردرگم نشوند.

فیزیکدانانی که در آشکارساز اوپرا مشغول به مطالعه هستند یافته های بهت برانگیز خود را ماه گذشته اعلام کردند. در این مطالعه نوترینوها از میان راهروهای زمینی از برخورد دهنده بزرگ هادرون در ژنو به لابراتوار گرن ساسو در فاصله 732 کیلومتری در ایتالیا ارسال شده و به نظر می آید با اختلاف چند ثانیه ای سریعتر از نور در اوپرا رصد شدند.

سرعت نور همواره به عنوان محدودیت نهایی شتاب و سرعت در جهان شناخته شده است که بیشترین بخش فیزیک مدرن بر پایه این نظریه که هیچ چیز در جهان توان حرکت سریعتر از نور را ندارد پایه گذاری شده است. از این رو بسیاری از فیزیکدانان بر نظر خود مبنی بر بروز خطای محاسباتی در مطالعه فیزیکدانان ایتالیایی پافشاری می کنند.

از ماه سپتامبر تا به امروز بیش از 80 مقاله علمی درباره این یافته ارائه شده است که بیشتر آنها نتیجه به دست آمده را توجیه کرده اند و تنها تعداد بسیار کوچکی از این مقالات ادعای حل کردن مساله را داشته اند.

برتولوچی می گوید طی روزهای گذشته ارسال پرتوها با ساختارهای مختلف زمانی به گرن ساسو آغاز شده است. به این شکل آشکار ساز اوپرا می تواند محاسبات خود را تکرار کرده و بخشی از تردیدها را از بین ببرد. نوترینوهای دریافت شده در گرن ساسو در سرن در قالب پرتو پروتونی تابیده می شوند و طی فرایندهای پیچیده تعاملی، از این پرتو نوترینوها به وجود می آیند.

در آزمایش اولیه نوترینوها چند نانوثانیه سریعتر از نور به آشکار ساز رسیدند با این همه محاسبات زمانی در این مطالعه مستقیم نبودند و محققان نمی توانند بفهمند که یک تک نوترینو با چه سرعتی می تواند از سوئیس به ایتالیا سفر کند. به گفته برتولوچی از این رو طراحی آزمایش جدید از کارایی بیشتری برخوردار است و به صورت آماری انجام می گیرند. به این شکل دانشمندان بارها و بارها زمان رسیدن نوترینوها را به زمان تابیده شدن پروتونها افزوده و از آن میانگین می گیرند. پروتونها برای کاهش خطاهای محاسباتی در قالب مجموعه ای از پرتوهای کوتاه دو نانوثانیه ای با فواصل زمانی 500 نانوثانیه ای تابانده می شوند.

برتولوچی معتقد است مطالعه ایتالیایی ها بسیار قابل ستایش است اما تجربه گراها باید درست یا غلط بودن محاسبات خود را به اثبات برسانند، زیرا در صورتی که همواره محاسبات جدید با کمک نظریه های قدیمی ترجمه شوند، هرگز نظریه های جدید ارائه نخواهند شد.

بر اساس گزارش بی بی سی، دو گروه دیگر که در گرن ساسو بر روی شتابگرهای "بورکسینو" و "ایکاروس" کار می کنند نیز قصد دارند کنترل موازی نتایج به دست آمده در آشکارساز اوپرا را آغاز کنند. آشکارسازهای US MInos و T2K ژاپن نیز نظارت بر این رصدها را به عهده خواهند داشت. 

(خبرگزاری مهر)

 
جدیدترین اظهارنظر درباره کشف ذرات سریعتر از نور و سفر در زمان
 
سخنگوی بریتانیا در آشکارساز آلیس برخود دهنده بزرگ هادرون در گفتگو با گروه فناوریهای نوین خبرگزاری مهر نتایج آزمایش‌های فیزیکی که نظریه انیشتین را زیر سوال برده و موفق به کشف سرعتی بالاتر از سرعت نور در ذرات نوترینیو شده را مورد بررسی قرار داده است.


به گزارش خبرگزاری مهر، حدود یک ماه پیش فیزیکدانان سرن در لابراتوارهای "گرن ساسو" در موسسه ملی فیزیک هسته‌ای ایتالیا با استفاده از دستگاه آشکارساز "اپرا" نتیجه‌ای شگفت‌آور را اعلام کردند، بر اساس این نتایج آشکارساز اوپرا موفق به دریافت نوترینوهایی شده بود که سرعتی بالاتر از سرعت نور داشتند.
به اعتقاد بسیاری از فیزیکدانان و دانشمندان در صورت درست بودن چنین پدیده‌ای، علم فیزیک به همراه نظریه‌های بنیادینش زیر و رو خواهند شد. البته بیشتر همین دانشمندان و فیزیکدانان این یافته را خطای محاسباتی می‌دانند درست مانند دکتر دیوید اوانز (Dr. David Evans) سخنگوی بریتانیا در آشکارساز آلیس برخود دهنده بزرگ هادرون که او نیز با وجود رد نکردن احتمال بسیار ضعیف درست بودن نتایج محققان در گرن ساسو، یافته جدید را خطای محاسباتی می‌داند:

* خبرگزاری مهر - سرویس فناوریهای نوین: محققان در گرن ساسو شواهدی را به دست آوردند که نشان می‌دادند نوترینوها می‌توانند سریعتر از نور حرکت کنند. شخصا دقت این نتایج را چگونه ارزیابی می‌کنید؟

- دیوید اوانز سخنگوی بریتانیا در آشکارساز آلیس: دانشمندانی که در این مطالعه حضور داشتند در محاسبات خود دقت زیادی کردند و خطاهای احتمالی را در نتایج خود مورد بررسی بسیار دقیق قرار دادند. با این همه من هنوز فکر می‌کنم نتایج به دست آمده خطای محاسباتی باشد که احتمالا به واسطه فاصله‌ای که میان محل تولید نوترینوها در سرن و محل ردیابی آنها در گرن ساسو وجود دارد و یا به دلیل هماهنگ‌سازی ساعتهایی که تفاوت‌های زمانی را محاسبه می کنند رخ داده است.
دلیل من برای اشتباه دانستن نتایج این است که نتایج به دست آمده از این آزمایش، نتایج موجود از مطالعات پیشین را نقض می‌کند. برای مثال زمانی که یک ابرنواختر در سال 1987 منفجر شد نوترینوهای به وجود آمده از این انفجار سه ساعت پیش از اینکه نور ناشی از انفجار به زمین برسد در ردیاب‌های زمین دریافت شدند. این به آن خاطر است که نوترینوها می‌توانند بلافاصله از انفجار به بیرون فوران کنند اما خروج نور از انفجار ابرنواختری سه ساعت زمان نیاز خواهد داشت.
در صورتی که نتایج اخیر به دست آمده در گرن ساسو درست بودند نوترینوها چهار یا پنج سال زودتر رصد شده بودند که البته همچین چیزی رخ نداده است.


به صورت عملی یا نظری چگونه می‌توان سریعتر از نور حرکت کرد؟


- نظریه نسبیت انیشتین طی بیش از پنجاه سال گذشته با دقتی بسیار بالا مورد آزمایش قرار گرفته و نشان داده که مطابقت کاملی با اطلاعات به دست آمده طی دیگر آزمایش‌ها دارد. تقریبا غیرممکن است که بتوان نظریه انیشتین را به این شکل تغییر داد که هم ذراتی وجود داشته باشند که سریعتر از نور حرکت می‌کنند و هم با اطلاعات به دست آمده از آزمایش‌های پیشین مطابقت داشته باشند.

* اگر دیگر آزمایشها ثابت کنند که نتایج جدید درست بوده اند، چه تغییراتی در نظریه های فیزیکی و در جهان رخ خواهند داد؟
- در صورت تایید این نتایج و اثبات حرکت نوترینوها در سرعتی بالاتر از سرعت نور یکی از بزرگترین کشف‌های جهان طی صدها سال گذشته انجام خواهد گرفت. فیزیکدانان باید نظریه‌های جدید را ارائه دهند که نه تنها در آن ذرات سریعتر از نور پیش بینی شده‌اند بلکه با تمامی محاسبات پیشین نیز همخوانی داشته باشند. این کاری بسیار دشوار بوده و شاید برای انجام آن به حضور ابعاد اضافی نیاز پیدا شود. به طور خلاصه چنین نتیجه‌ای می تواند تمامی دیدگاه فیزیک مدرن را متحول کند.

چنین کشفی چگونه می‌تواند سفر در زمان را امکانپذیر سازد؟


- گفتنش دشوار است اما اگر برای مثال نتایج این مطالعه درست باشند و نشان دهند کرمچاله هایی (تونل‌هایی در میان ابعاد اضافی) وجود دارند در این صورت سفر در زمان به صورت نظری امکانپذیر خواهد شد دستکم برای ذرات بنیادین. با این همه به صورت عملی سفر در زمان برای انسان همچنان غیرممکن است و تنها می‌تواند در سطح یک ایده جالب باقی بماند.

* در صورتی که دانشمندان نشان دهند ویژگی‌های سرعت جدید صرفا ویژه نوترینوها است و در هیچ یک از دیگر ذرات بنیادین وجود ندارد چه تغییراتی در جهان فیزیک و نظریه‌هایش ایجاد خواهد شد؟


- به این شکل نوترینوها به عنوان ذراتی معرفی خواهند شد که نسبت به دیگر ذرات بسیار خاص‌تر هستند. چنین ویژگی نیز می‌تواند تحول بزرگی در فیزیک مدرن ایجاد کند و در تکنولوژی‌های آینده جهان تاثیر عمیقی داشته باشد.

* دلیل اینکه بیشتر دانشمندان با اطمینان خاطر از اشتباه بودن محاسبات جدید صحبت کرده و آن را خطا در محاسبات می‌پندارند چیست؟


- همانطور که گفتم این نتایج اصولا با تمامی محاسبات تجربی که طی صدها سال گذشته به دست آمده‌اند از جمله محاسبات به دست آمده در سال 1987 که از مطالعه بر روی ابرنواخترها به دست آمده در تقابل است. چنین نتایجی که به صورت بنیادین با نظریه‌هایی که به دقت مورد آزمایش قرار گرفته‌اند در تقابل باشد معمولا در اثر خطاهای محاسباتی به دست می‌آیند.
با این همه در صورتی که این نتایج درباره سریعتر بودن نوترینوها نسبت به نور به تایید برسند شاهد هیجان زدگی شدید تعداد زیادی از همین دانشمندان مخالف در سرتاسر جهان خواهید بود.
این دانشمندان اعلام کردند که توانسته‌اند فراتر از سرعت نور حرکت کنند به طوریکه آشکارساز "اپرا" با دریافت و بررسی بیش از 15 هزار ذره نوترینو که در برخورد دهنده "سوپر سینکروتون پروتون" در سرن تولید شده و با طی مسافت 730 کیلومتر به لابراتوارهای "گرن ساسو" در ایتالیا رسیده بود کشف کرد که این ذرات برای طی این مسافت تنها 2.4 میلی ثانیه را صرف کردند.

 
سرعت نوترینها همچنان بیش از سرعت نور است

    نتایج قبل مبنی بر سرعت فراتر از نور نوترینوها
  
 فیزیکدانان سرن و گرن ساسو که بر روی آزمایش اپرا کار می کنند با تکرار آزمایش نوترینوها به اولین تائید درباره سرعت بیشتر این ذرات نسبت به سرعت نور دست یافتند.

دانشمندان آزمایشات خود را تکرار کردند اما این بار نیز با استفاده از اندازه گیریهای دقیقتری به نتایج قبلی دست یافتند.به نظر می رسد که این آزمایشات جدید بخش خطاهای بالقوه سیستماتیک را که در اندازه گیریهای قلبی لحاظ شده بود رفع کرده است.

"فرناندو فرونی"، رئیس موسسه ملی فیزیک هسته ای ایتالیا در این خصوص توضیح داد: "یک اندازه گیری تا این حد حساس، مفاهیم عمیقی در فیزیک دارد. آزمایش اپرا به خاطر گسیل ویژه ای از دسته پرتوهای نوترینو از سرن توانست به تائید مهمی برای نتایج قبلی خود برسد. نتایج مثبت این آزمایش به ما اطمینان بیشتری داد هرچند تائیدات نهایی را باید آزمایشات مشابه دیگری که در سایر نقاط دنیا انجام می شود ارائه کنند."

17 نوامبر فیزیکدان اپرا گزارشی را درباره اندازه گیریهای سرعت حرکت نوترینوها در مجله علمی JHEP و سایت ArXiv منتشر کردند. این دسته پرتوهای نوترینو از مشخصات "زمان استخراج" بهتری برخوردار بودند. طول هر یک از بسته های نوترینو تنها 3 نانوثانیه بود و با فاصله زمانی 524 نانوثانیه از یکدیگر گسیل می شدند.

در این مورد، بسته ها متراکم تر و فاصله میان آنها بیشتر از بسته های آزمایش ماه سپتامبر بود، به طوریکه در آزمایش قبلی طول بسته ها 10.500 نانوثانیه بود و با فاصله 50 میلیون نانوثانیه از یکدیگر گسیل می شدند.این آزمایش جدید به دانشمندان اجازه داد که با دقت بالاتری سرعت نوترینوها را اندازه گیری کنند. در این فاز، اپرا 20 حرکت را انتخاب و به طور مستقل بررسی کرد. آزمایشات آینده حرکت این ذرات در سال 2012 انجام خواهند شد.

در آزمایشی که ماه سپتامبر انجام شد، آشکارساز "اپرا" با دریافت و بررسی بیش از 15 هزار ذره نوترینو که در برخورد دهنده "سوپر سینکروتون پروتون" در سرن تولید شده و با طی مسافت 730 کیلومتر به لابراتوارهای "گرن ساسو" در ایتالیا رسیده بود کشف کرد که این ذرات برای طی این مسافت تنها 2.4 میلی ثانیه را صرف کردند و سرعت آنها 60 نانوثانیه بیش از سرعت حرکت نور شد.

  

آزمایشات جدید درباره سرعت نوترینوها- این تصویر که از سوی موسسه ملی فیزیک هسته ای ایتالیا منتشر شده است توضیحاتی را در مورد آزمایش "نوترینوها از سرن به گرن ساسو" ارائه می کند. فاصله میان این دو مرکز تحقیقاتی 730 کیلومتر است. در آزمایش اول که در ماه سپتامبر انجام شد نوترینوها در بسته های بزرگی که طول هر یک از بسته ها 10.500 نانوثانیه و فاصله هر یک 50 نانوثانیه بود درحالی که در آزمایش دوم (نمودار سمت راست) طول هر بسته 3 نانوثانیه و فاصله آنها 524 نانوثانیه است 

منبع : مهر

  در نتایج تجدید آزمایشات  

يك تيم بين‌المللي از دانشمندان در ايتاليا كه به بررسي ذرات نوترينو مي‌پردازند، يافته‌هاي شگفت‌انگيز اخير در مورد شكسته شدن مجدد سرعت نور توسط اين ذرات را رد كرده و اين نتايج را طبق آزمايشات خود، اشتباه خوانده‌اند.

اعلام نتايج اوليه در ماه سپتامبر در مورد شكست سرعت نور كه اخيرا با يك آزمايش دوم حمايت شده، منجر به بروز پريشاني در دنياي علم شد؛

اولين تيم كه اعضاي تيم اوپرا (OPERA) در آزمايشگاه گران ساسوي ايتاليا هستند، اظهار كردند كه نوترينوهاي ارسالي از مركز تحقيقات سرن در سوئيس به اين مركز، ‌60 نانوثانيه سريعتر از نور رسيده است.

اما ICARUS،‌ ديگر گروه حاضر در اين آزمايشگاه كه در اعماق كوههاي آلپ قرار داشته و توسط موسسه ملي فيزيك ملي ايتاليا اداره مي‌شود، اكنون بر اين ادعا هستند كه اندازه‌گيريهاي انرژي نوترينو در زمان ورود با قرائت‌ها در تناقض هستند.

اين تيم در مقاله‌اي مدعي شده‌اند كه يافته‌هاي آنها، اين تعبير شكست سرعت نور گروه اوپرا را رد مي‌كند. آنها بر اساس تحقيقات اخير دو فيزيكدان ارشد آمريكايي اظهار كرده‌اند كه نوترينوي ارسال شده از مركز سرن در نزديكي ژنو، در صورتي كه با سرعت حتي يك كسر بالاتر از سرعت نور حركت كنند، بايد بيشتر انرژي خود را در راه از دست داده باشند.

به گفته اين دانشمندان،‌اين در حاليست كه تابش نوترينوي مورد آزمايش توسط تجهيزات اين گروه از يك طيف انرژي كاملا متناظر با سرعت ديگر ذرات در محدوده سرعت نور و نه بيشتر از آن برخوردار است.

توماسو دوريگو، فيزيكدان مركز سرن، سازمان اروپايي تحفقيقات اتمي و آزمايشگاه فرمي‌لب آمريكا در پستي در سايت Scientific Blogging در مورد مقاله تيم ICARUS، آن را بسيار ساده و صريح خواند.

دوريگو نوشته بود: تفاوت بين سرعت نور و نوترينو نمي‌تواند به بزرگي آنچه در يافته‌هاي اوپرا آمده باشد و مطمئنا تا سه مرتبه بزرگي از آن كوچكتر و قابل مقايسه با صفر است.

در زمان رونمايي از يافته‌هاي اوپرا هنوز ترديدهايي وجود داشته و حتي رهبران اين آزمايش بر اين موضوع پافشاري مي‌كردند كه آنها نه يك كشف كه تنها اندازه‌گيريهاي ثبت‌شده را اعلام كرده‌اند.

اكنون آزمايشگاههاي ديگري در ژاپن و آمريكا در حال آماده‌سازي براي آزمايش مجدد اين يافته‌ها هستند.

منبع : ایسنا