15 oktober 2021

Is het raadsel van de sneller-dan-het-licht-neutrino’s opgelost?

De afstand tussen SPS en OPERA, welke de neutrino’s hebben afgelegd. Credit: OPERA Collaboration.

Sinds vorige maand bekend werd gemaakt dat men bij het OPERA-experiment onder het Italiaanse San Grasso gebergte muon-neutrino’s heeft gezien die een tikkeltje sneller gaan dan het licht is een enorme hoos verschenen aan mogelijke verklaringen. Strekking van die verklaringen: ergens is in de waarnemingen een fout gemaakt en gaan de neutrino’s helemaal niet sneller dan het licht óf de waarnemingen kloppen en de relativiteitstheorie moet worden herzien. Er zijn inmiddels al meer dan 80 wetenschappelijke artikelen over de ‘superluminale’ neutrino’s – ook wel de FTL-neutrino’s genoemd, de Faster than light neutrino’s – verschenen op het arXiv, het archief van e-Prints, waar wetenschappers hun artikelen plaatsen vóór de officiële publicaties. Eén van die publicaties is het artikel genaamd “Times Of Flight Between A Source And A Detector Observed From A GPS Satellite” van de Nederlandse natuurkundige Ronald van Elburg en als ik de diverse blogs goed begrepen heb is zijn verklaring erg plausibel. Van Elburg stelt – net als vele anderen – dat een fout is gemaakt bij het OPERA-experiment. Nog even in kort bestek dat experiment: een bundel neutrino’s werd in de SPS deeltjesversneller van CERN bij Genéve bij protonenbotsingen geproduceerd en ‘afgeschoten’, dwars door de aarde heen naar het OPERA-experiment, 732 km verderop in Italië. Een deel van de neutrino’s kwam 60 nanoseconde te vroeg aan, daarmee sneller gaand dan het licht. Van Elburg betoogt dat het met die afstand wel goed zit, met GPS-methodes kon men die tot op 20 cm nauwkeurig bepalen en dat is prima gedaan. Maar wat volgens hem niet goed is gegaan dat is de synchronisatie van de klokken bij CERN en OPERA. De daarvoor benodigde GPS-satellieten bewegen 20.000 km boven de aarde van west naar oost in een baan die een inclinatie van 55° met de evenaar heeft.  Ongeveer in dezelfde richting als de neutrino’s bewogen. Bezien vanuit het perspectief van de GPS-satellieten beweegt de uit loodplaten bestaande detector van het OPERA-experiment zich naar de bron van de SPS versneller bij CERN. De weg tussen start en finish is daarom voor de GPS-satellieten korter, conform de referentiekaders uit de speciale relativiteitstheorie van Einstein. Bij de start in Genéve levert dat 34 nanoseconden verschil op en bij het einde onder het San Grasso gebergte ook, dus in totaal 64 nanoseconden. Van Elburg denkt rekening houdend met deze relativistische beweging van de GPS-satellieten het waargenomen verschil van 60 nanoseconden verklaard te hebben. Ergo: de speciale relativiteitstheorie staat nog fier overeind en hoeft niet in de prullebak. Bron: Technology Review.

 

Comments

  1. Hmmm… volgens badastronomy staat in het verslag niet met welke relativistische effecten rekening zijn gehouden, maar wel dat ze er rekening mee gehouden hebben, dus ik ga er mijn boontjes nog niet op te week leggen…

  2. Ja, ik heb ook Phil Plait's reserve gelezen. Tsja, probleem is inderdaad dat je van het OPERA-team weinig helderheid hebt gekregen wélke relativistische effecten ze precies hebben meegenomen in hun berekeningen en welke niet.

  3. René Lorent zegt

    Mijn vraag is na dit gelezen te hebben : wanneer word hetzelfde experiment nog eens over gedaan ?Of is dit al gebeurd en waar kan ik daar dan weer over lezen ?

  4. Ze willen het inderdaad elders overdoen, met name bij het MINOS-experiment in de VS. Zie http://www-numi.fnal.gov/ .

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.