Сенсация: скорость быстрее света

Открытие, сделанное исследователями элементарных частиц на Большом адронном коллайдере CERN, грозит обрушить один из ключевых постулатов современной физики: ученые обнаружили, что элементарные частицы могут двигаться со скоростью, превышающей скорость света.

 Физики, работающие на гигантском ускорителе, в ходе трехлетних опытов обнаружили, что нейтрино пролетают расстояние в 732 километра на крохотные доли секунды быстрее, чем это считалось теоретически возможным, — то есть быстрее, чем то же расстояние проходит световой луч.

 Тщательно проверив результаты на возможные технические погрешности и ошибки, исследователи с изумлением убедились, что все измерения были сделаны точно. Разница с расчетным временем чрезвычайно мала — всего одна шестидесятимиллиардная доля секунды — но она устойчива и достоверна.

 Результаты эксперимента выставлены в интернете для ознакомления мирового научного сообщества. В пятницу новые данные о свойствах нейтрино будут обсуждаться на всемирной видеоконференции.

 Результаты опытов с нейтрино стали главной мировой сенсацией последних суток. Со времен Альберта Эйнштейна скорость света считается абсолютным «потолком» скоростей во Вселенной, и на этом постулате построена вся современная физика.

По современным представлениям, скорость света является предельной во Вселенной. Вся современная физика – сформулированная в частной теории относительности Альберта Эйнштейна – основана на идее, что ничто не может превысить эту фундаментальную физическую постоянную.

Были проведены тысячи экспериментов, чтобы установить точное значение скорости света. Но ни разу ни одна частица не смогла преодолеть этот барьер.

Однако Антонио Эредитато и его коллеги обнаружили нейтрино, то есть субатомные частицы, которым, похоже, удалось превысить скорость света.

Физики измерили скорость нейтрино около 15 тысяч раз. Подобная статистика позволяет говорить о том, что речь идет о научном открытии.

Впрочем, суть такого открытия настолько невероятна и может произвести такой переполох не только в ученой среде, но и в понимании Вселенной в целом, что исследователи проявляют особую осторожность.

Они решили обнародовать свои исследования в интернете, чтобы их можно было подвергнуть тщательному анализу в мировом масштабе.

Цитата:

Мнение Рубена Саакяна, профессора физики Университетского колледжа Лондона:

Вы работали в лаборатории Гран-Сассо, и, вероятно, хорошо знакомы с экспериментом "Опера".

Я покинул лабораторию Гран-Сассо больше 10 лет назад, когда "Опера" только строилась. "Опера" – это эксперимент, который занимается поиском такого явления, как нейтринные осцилляции, то есть превращения одного типа нейтрино в другой.

Нейтрино – это фундаментальные частицы, так называемые кирпичики мироздания. У них есть ряд интересных свойств, в том числе превращение из одного типа в другой. "Опера" предназначена для того, чтобы изучать эту проблему.

Тот результат (данные, что нейтрино двигаются со скоростью, превышающей скорость света) был побочным продуктом эксперимента, который они делали.

Убедительны ли представленные учеными результаты?

Опубликованные результаты выглядят убедительно. В экспериментальной науке существует численная мера доверия к результату, то есть ваше измерение должно превышать погрешность измерения по крайней мере в пять раз. А у них оно превышает в шесть раз.

С другой стороны, это сложное измерение, в нем много элементов, и на каждом этапе существует много способов сделать его неправильно. И поэтому нужно воспринимать его со здоровым скептицизмом. К чести авторов, они не интерпретируют результат, а просто констатируют данные, полученные в ходе эксперимента.

Как отреагировало мировое научное сообщество на эти данные?

Мировое сообщество отреагировало со здоровым скептицизмом и даже консерватизмом. Ведь это серьезный эксперимент, а не популистское заявление.

Последствия, если будет доказанная истинность этих данных, слишком серьезны, чтобы их легко воспринимать.

Изменятся наши фундаментальные представления о мире. Теперь люди будут ждать дальнейших публикаций систематических ошибок эксперимента и, самое главное, данных независимых экспериментов.

Каких например?

Существует американский эксперимент "Минус", который может это измерение подтвердить. Он очень похож на "Оперу". На ускорителе производится пучок нейтрино, потом посылается на 730 километров и измеряется в подземной лаборатории. Суть измерения проста: вы знаете расстояние между вашим источником и вашим детектором, вы меряете время, за которое он пришел, и таким образом определяете скорость.

"Минус" уже четыре года назад произвел похожее измерение, но тогда у них та величина, которую они измерили, и погрешность были соизмеримы друг с другом. Их ключевая проблема заключалась в том, что у них не было точного расстояния.

730 километров между источником и детектором сложно измерить с абсолютной точностью, а "Опера" недавно сумела геодезическими методами измерить это расстояние вплоть до 20 сантиметров. "Минус" будет стараться сделать то же самое и тогда сможет проверить данные этого эксперимента.

Если результат эксперимента подтвердится, как это повлияет на традиционные представления о мире?

Если это подтвердится, то результат будет серьезный. Сейчас существуют две теории, которые объясняют с научной точки зрения весь мир, который нас окружает: квантовая теория микромира и теория относительности Эйнштейна.

Результат эксперимента (нейтрино двигаются со скоростью, превышающей скорость света) напрямую противоречат теории относительности Эйнштейна, которая утверждает, что в любой точке отсчета скорость света постоянна и ничто не может обогнать скорость света.

Существует огромное количество головокружительных последствий, в частности, возможность путешествия во времени (для частиц).

Как можно объяснить, что нейтрино может перемещаться быстрее скорости света?

Одна из возможных моделей, по которой можно путешествовать быстрее, чем скорость света – это наличие, допустим, дополнительных измерений в пространстве. Возможно, наряду с привычными для нас тремя измерениями (плюс время), есть четвертое, пятое, шестое и т.д. измерения, которые мы "не видим". И возможно, что нейтрино, благодаря своим уникальным свойствам, может прыгать, как бы срезать углы между этими пространствами.

Представьте себе муравья, который ползет по яблоку. Для него мир – двухмерный. Для того, чтобы добраться от южного полюса яблока до северного ему может понадобиться довольно много времени. А вот для червяка, который может пройти яблоко насквозь, существует третье измерение, и он сделает это гораздо быстрее.

Это одно из возможных объяснений, и если оно окажется правильным, то это огромная вещь. Если говорить о практическом применении, то, возможно, мы найдем в далеком будущем способ перепрыгивать за счет этого через гиперпространство.

Но я бы хотел призвать к здоровому скептицизму. Последствия этого результата настолько важны, что, несмотря на наше большое уважение к ученым, которые заявили об этом, мы не можем пока утверждать, что мы открыли, подтвердили и считаем, что все так и есть на самом деле.

Мы сможем сказать так только тогда, когда будут исключены систематические ошибки в их анализе. А на это может уйти несколько лет.