Раније ове године, међународни тим научника објавио је да су пронашли неутрине - ситне честице једнако ситне али не-нулте масе - који путују брже од брзине светлости. Један физичар који се одазвао позиву био је доктор Раманатх Цовсик. У експерименту је открио потенцијално фаталну грешку која је довела у питање постојање бржих од светлосних неутрина.
Суперлуминални (бржи од светлости) неутрини резултат су експеримента ОПЕРА, сарадње између физике лабораторија ЦЕРН у Женеви, Швајцарска, и Лабораторија Назионали дел Гран Сассо у Гран Сассу, Италија.
Експеримент је темпирао неутрине док су прешли 730 километара (око 450 миља) кроз Земљу од своје почетне тачке у ЦЕРН-у до детектора у Гран Сассу. Тим је био шокиран када је открио да су неутрини стигли у Гран Сассо 60 наносекунди брже него што би имали да путују брзином светлости у вакууму. Укратко, чинило се да су суперлуминални.
Овај резултат створио је или проблем за физику или пробој. Према Аинстеиновој теорији посебне релативности, свака честица са масом може се приближити брзини светлости, али је не може достићи. Будући да неутрини имају масу, суперлуминални неутрини не би требало да постоје. Али, некако су и успјели.
Али Цовсик је довео у питање генезу неутрина. ОПЕРА експерименти генерирали су неутрине урушавајући протоне у стационарну мету. То је произвело пулс пиона, нестабилних честица које су магнетно усмерене у тунел где су пропадале у неутрине и муоне (још једна ситна елементарна честица). Муони никад нису отишли даље од тунела, али неутрини, који могу клизнути кроз материју као да дух пролази кроз зид, настављају према Гран Сассо.
Цовсик и његов тим помно су погледали овај први корак ОПЕРА експеримента. Они су истраживали да ли би „распадање пиона произвело суперлуминалне неутрине, под претпоставком да су сачувани енергија и замах“, рекао је. Неутринови ОПЕРА имали су много енергије, али врло мало масе, па је било питање да ли се заиста могу кретати брже од светлости.
Оно што је Цовсик и његов тим открио било је да ако неутрини настали распадом пиона путују брже од светлости, животни век пиона би се повећавао и сваки неутрино би носио мањи део енергије коју дели са муоном. У данашњем физичком оквиру суперлуминални неутрини би били веома тешки за производњу. „Шта више“, објашњава Цовсик, „ове ће се потешкоће повећавати само како се повећава енергија пиона.
Постоји експериментална провера Цовсиковог теоријског закључка. ЦЕРН-ова метода за производњу неутрина природно се дуплицира када космички зраци ударају у Земљину атмосферу. Постављена је опсерваторија под називом ИцеЦубе која ће посматрати ове природне неутрине на Антарктици; како се неутрини сударају с другим честицама, они стварају муоне који остављају трагове бљескова светлости док пролазе кроз блок бистрог леда дуг скоро 2,5 километра (1,5 миљу).
ИцеЦубе је открио неутрине са енергијом 10.000 пута већом од било које генерисане у оквиру експеримента ОПЕРА, што је навело Цовсика да закључи да њихови матични пиони морају имати одговарајуће високе нивое енергије. Прорачуни његовог тима засновани на законима очувања енергије и замаха открили су да животни век тих пиона мора бити предуг да би могли пропадати у суперлуминалне неутрине.
Као што Цовсик објашњава, ИцеЦубе-ово откривање високоенергетских неутрина указује на то да пиони пропадају у складу са стандардним идејама физике, али ће се неутрини приближити само брзини светлости; никад је неће надмашити.
Извор: Пиони не желе да пропадају у брже светлосне неутралности
