OPERA ubrzala a ICARUS “usporio” neutrine

Juče je tim fizičara koji radi na eksperimentu ICARUS objavio prve rezultate merenja koji pokazuju da je brzina neutrina manja od one koju je izmerla OPERA septembra prošle godine. Neutrini nisu brži od svetlosti.

ICARUS je eksperiment koji se takođe nalazi u laboratoriji Gran Saso u Italiji, na istom mestu gde je i OPERA. Ne samo što su OPERA i ICARUS komšije oni analiziraju i mere iste neutrine, koji stižu iz CERN-a. Oba eksperimenta merila su vreme koje je potrebno da neutrini pređu, kroz koru Zemlje, rastojanje od 732 kilometara, između CERN-a i Gran Saso laboratorije.

Prema poznatim zakonima fizike (teoriji relativnosti) za ovaj put trebalo bi im 0.0024 sekunde ali OPERA je izmerila da su neutrini stigli 0.00000006 sekunde pre ovog vremena! Rezultat koji je “eksplorirao” u javnosti prošlog septembra glasio je:

tj. neutrini su stigli ranije od očekivanog vremena za 60 nanosekundi, sa statističkom greškom od 7.8 ns i sistematskom od ~8 ns.

Ovaj rezultat bio je potpuno neočekivan i pokrenuo je lavinu diskusija (najviše u nestručnoj javnosti) o suprotnosti i posledicama po Ajnštajnovu teoriju relativnosti. Rezultat je bio toliko iznenađujući da su i istraživači iz kolaboracije OPERA apelovali da drugi eksperimenti što pre testiraju dobijeni rezultat. Nakon objavljivanja rezultata krenuli su različite provere metoda i nezavisna merenja koja su vrlo brzo pokazala da rezultat koji je dobila OPERA najverovatnije nije tačan. Pošlog meseca analiza je pokazala da je najverovatnije postojao problem u GPS komunikaciji što je dovodilo do izvesne greške u merenju a rezultat koji je juče objavio ICARSU daje gotovo konačnu potvrdu da je rezultat koji je OPERA objavila pogrešan.

Za razliku od OPERA-e, kojoj glavni zadatak nikad nije bilo merenje brzine neutrina, ICARUS je namenjen ovom merenju brzine. Merenjem brzine neutrina na istom mestu ICARUS je dobio rezultat:

tj. kašnjenje od samo 0.3 nanosekunde, sa statističkom greškom od 4 ns i sistematskom od 9 ns. Ovaj rezultat je potpuno saglasan sa Ajnštajnovom teorijom relativnosti i jasno je pokazao da neutrini nisu brži od svetlosti. Ako se u obzir uzmu osobine neutrina i činjenica da oni imaju masu brzina neutrina je najverovatnije manja od brzine svetlosti, u granicama izmerene greške.

Na slici (izvor: arXiv:1203.3433) prikazana je distribucija vremena kašnjenja u eksperimentima ICARUS (levo) i OPERA (desno). Maksimum distribucije za ICARUS nalazi se iznad nultog kašnjenja dok je to kod OPERA-e na 60 ns. 

Uvek će biti onih koji smatraju da su naučnici “zaslepljeni” prethodnim ubeđenjima i koji će tvrditi da su rezultati koje je OPERA objavila tačni, da su neutrini brži od svetlosti, da je Ajnštajnova teorija relativnosti oborena (i d aje to Tesla predvideo). Gledajući samo ove brojeve, rezultati ICARUS-a su uporedivi sa onim što je dobila OPERA, margine statističke i sistematske greške skoro iste i može se zaključiti da je šansa da bilo koji od njih bude tačan 50%, ali u realnom svetu nije baš tako. Za nas ostale rezultat je jasan – rezultati OPERA-e su pogrešni, neutrini nisu brži od svetlosti a njihova brzina saglasna je onome što predviđa teorija.

Biće i onih, ponovo, koji će misliti da je ovo poraz za nauku. Suština nauke je da su svi rezultati dostupni proveri i testiranju. Rezultati OPERA-e i ICARUS-a su upravo to pokazali, svaki eksperiment može da pogreši i svi rezultati moraju da se provere. Čak i sada kad je rezultat merenja brzine neutrina jasan potrebno je izvršiti još neka merenja i provere, koje je OPERA najavila za maj, ali šansa da se bilo šta promeni je minimalna.