• Sunday June 16,2019

# 1: Lebih cepat daripada Kelajuan Cahaya

Anonim

Seminar mengenai keputusan OPERA yang diberikan oleh Dario Autiero (CNRS)

Percanggahan minuscule yang diturunkan oleh eksperimen itu, yang digelar OPERA (Proyil Osilasi dengan Peralatan Emulsion-tRacking), mempunyai implikasi yang mengejutkan. Ia seolah-olah menunjukkan bahawa neutrino bergerak lebih cepat daripada cahaya, melanggar apa yang telah lama dianggap sebagai undang-undang kosmik yang ironclad. Jika neutrinos benar-benar boleh melakukannya, maka teori relativiti Einstein, tulang belakang fizik moden, boleh merosot. Masa boleh mengalir sebaliknya. Mesej berasaskan Neutrino boleh mencapai penerima sebelum dihantar. Kesan boleh mendahului sebabnya, yang akan meletupkan keseluruhan pemikiran kita tentang alam semesta.

Hasilnya sangat aneh bahawa ahli fizik CERN menggalakkan saintis lain untuk mencari kesilapan reka bentuk dalam percubaan mereka. Ramai yang cepat dipertanggungjawabkan, tetapi jurubicara fizik dan Opera, Antonio Ereditato, mengatakan bahawa banyak kritikan terlalu sederhana: "Kami tidak begitu bodoh, ok? Ini adalah kesilapan yang kita tidak lakukan. "Kumpulan itu menerima beberapa idea dan cadangan yang bagus, tambahnya, tetapi tidak menemukan senjata merokok. Malah para saintis yang paling skeptikal bersetuju bahawa percubaan itu dilakukan dengan teliti dan dianalisis.

Kredibiliti itu telah menyebabkan beberapa ahli fizik yang berani menghadapi soalan yang menakutkan dan mengagumkan: Bagaimana jika keputusan Opera betul dan neutrinos benar-benar mengepam hidung mereka di Einstein? Relativiti telah disahkan secara eksperimen berkali-kali sejak abad yang lalu bahawa tiada ahli fizik yang dihormati menyeru kematiannya. Sebaliknya, apabila keputusan neutrino muncul, para ahli teori bergegas untuk mencadangkan tambahan, termasuk penglihatan besar kuasa-kuasa baru dan dimensi tambahan, yang boleh menjelaskan penemuan Opera dan menjaga kerelatifan utuh-sama seperti relativiti menghuraikan model fizik Isaac Newton tetapi tidak membatalkannya.

Salah satu idea yang paling menarik berasal dari Jarah Evslin, Emilio Ciuffoli, dan Xinmin Zhang dari Akademi Sains Cina di Beijing, yang menggunakan satu fenomena yang tidak dapat dijelaskan untuk memanggil yang lain. Tenaga gelap adalah sejenis antigraviti misteri yang difikirkan untuk beroperasi pada skala kosmologi, memaksa galaksi yang terpisah dan menyebabkan alam semesta berkembang lebih cepat. Evslin dan rakannya mencadangkan bahawa tenaga gelap mengubah tingkah lakunya di hadapan ramai orang seperti Bumi. Ia boleh menjadi ruang masa bersama bersama di planet ini supaya laluan neutrino menjadi sedikit lebih pendek-20 meter lebih pendek, tepat daripada nilai diukur 730, 534.61 meter. "Ia mewujudkan pintasan, " kata Evslin. "Neutrinos melihat jarak antara CERN dan Gran Sasso sebagai kurang daripada kita." Jika zarah itu melintas jarak yang lebih kecil (dari perspektif neutrino) dalam masa yang sama, kelajuannya menurun di bawah cahaya, memelihara kerelatifan.

Ahli fizik zarah Argyris Nicolaidis dari University of Thessaloniki di Greece menunjukkan bahawa neutrino mungkin mengambil jalan pintas yang lain, yang melewati dimensi yang tersembunyi dan tersembunyi. Beberapa versi teori rentetan, teori fizik zarah yang merangkumi semua, menunjukkan bahawa alam semesta tiga dimensi kita boleh wujud dalam lembaran empat dimensi yang disebut brane. (Dengan analogi, fikirkan alam semesta sebagai gambar yang dicetak pada sekeping kertas yang besar.) Bran ini, boleh pula menempati ruang dimensi yang lebih tinggi yang dikenali sebagai pukal. Kebanyakan zarah dalam alam semesta kita tetap berada di dalam tembaga, tetapi ahli-ahli teori telah mencadangkan bahawa sesetengah neutrino mungkin dapat melawati sebahagian besarnya. Jika bran kami dilipat dengan sendirinya, maka lulus antara lipatan boleh menawarkan jalan yang lebih pendek antara dua mata. Dengan mengambil lawatan melalui pukal, Nicolaidis menjelaskan, neutrino tidak perlu pergi sejauh dari Switzerland ke Itali. "Ini memberi anda kelajuan berkesan yang muncul lebih cepat daripada kelajuan cahaya, " katanya.

Kedua-dua teori ini mengekalkan kerelatifan, dan dengan itu, sebahagian besarnya menghapuskan kemungkinan neutrino dapat bergerak ke belakang dalam waktu. Memandangkan paradoks perjalanan masa, ini adalah berita baik untuk ahli fizik tetapi menyayat hati bagi sesiapa sahaja yang menghiburkan harapan untuk melayari DeLorean untuk lawatan ke Old West. "Anda boleh menghantar mesej yang bergerak lebih cepat daripada cahaya, " kata Nicolaidis, "tetapi anda tidak boleh menghantar mesej yang tiba sebelum dihantar."

Walaupun tafsirannya meresap, Ereditato berkata rakan-rakan Operanya telah mengulangi percubaan mereka dengan rasuk neutrino yang berbeza yang harus menolak kemungkinan sumber yang salah. Ahli fizik lain sedang mempertimbangkan eksperimen susulan untuk menguji semula had kelajuan kosmik. Walau bagaimanapun, mencapai kesimpulan yang pasti dapat bertahun-tahun. "Akan ada banyak idea di sepanjang jalan, dan ide yang betul akan terapung ke permukaan jika mereka disahkan eksperimen, " kata Ed Kearns, ahli fizik neutrino Boston University.

Kearns meragui keputusan CERN akan berdiri untuk ujian lanjut, tetapi dia berharap dapat dibuktikan salah: "Sebagai ahli sains, kita lebih suka memecahkan sesuatu dan mencari jalan baru untuk menjelaskan alam semesta daripada hanya mengesahkan model standard berulang-ulang sekali lagi. "



The Perils of Messing With Relativity
Teori relativiti Einstein diasaskan dalam percubaan pemikiran yang sederhana: Apa yang akan berlaku jika seseorang mengembara bersama dengan sinar cahaya? Pada tahun 1905 imej mental itu membawa jenius berambut liar ke kerelatifan khas, yang memegang bahawa undang-undang fizik kelihatan sama kepada setiap pemerhati. Sekiranya seorang lelaki di atas kereta api bergerak sejauh 70 batu per jam menghidupkan lampu suluh sementara rakannya di atas tanah melakukan perkara yang sama, kedua-dua mereka melihat sinar cahaya bergerak dengan cara yang sama, pada 186, 282 batu sesaat. Kini bahagian pelik: Jika mereka melihat balok masing-masing, mereka masih bersetuju dengan kelajuan cahaya. Kepada lelaki di atas tanah, lampu di kereta api tidak mengambil tambahan 70 batu per jam halaju.

Bahawa paradoks yang seolah-olah membawa Einstein untuk menyimpulkan bahawa ruang dan masa adalah perkara-perkara yang mudah diperbaiki yang menjadi terdistorsi pada kelajuan tinggi dan hancur sepenuhnya pada kelajuan cahaya. Sepuluh tahun kemudian, beliau mengembangkan teori relativiti umum, yang menerangkan graviti dari segi kelengkungan ruang dan waktu. Peranan khas Einstein untuk kelajuan cahaya, yang ditetapkan oleh huruf c, dipanggang langsung ke persamaannya (fikir E = mc2 ). Gunakan persamaan ini untuk menggambarkan neutrino lebih cepat-daripada-cahaya dan anda mendapat karut: Apa-apa yang bergerak yang cepat akan mempunyai massa khayalan dan bergerak ke belakang dalam masa.

Itulah sebabnya hasil Opera telah menimbulkan ruckus seperti itu. "Satu titik data boleh membantah seluruh teori, " kata pakar fizik teori Michio Kaku dari City University of New York. "Malah Einstein boleh dibantah." Namun, relativiti telah disahkan ribuan kali. Ia membolehkan ahli astronomi mengukur sifat-sifat bintang, jurutera untuk merekabentuk satelit GPS, dan negara-negara untuk membina bom hidrogen. Apa sahaja teori yang akan datang, maka, mesti memasukkan semua relativiti sementara menampung hasil yang seolah-olah bertentangan dengannya. Menyelesaikan paradoks itu pastinya memerlukan genius yang lebih baik lagi.
-Andrew Grant


Artikel Yang Menarik

Penyelidik Akhirnya ID Poison Ivy Suspek

Penyelidik Akhirnya ID Poison Ivy Suspek

Urushiol (dalam hijau), bahan aktif dalam racun ivy, telah terputus oleh molekul CD1a (ditunjukkan dalam warna merah jambu). Coe Pengimejan Berita baik untuk orang yang terdedah kepada ruam dari racun ivy, oak dan sumac: Ahli-ahli sains telah mengenal pasti molekul tertentu dalam kulit yang memainkan peranan dalam keradangan, yang boleh menjadi awal yang akhirnya menyelesaikan gatal-gatal

Adakah deklarasi Vatican mengenai pemanasan global mempunyai kesan terhadap perbahasan iklim keseluruhan?

Adakah deklarasi Vatican mengenai pemanasan global mempunyai kesan terhadap perbahasan iklim keseluruhan?

Ini adalah jawatan tetamu oleh Jamie L. Vernon, Ph.D., seorang saintis penyelidikan HIV dan wonk dasar yang bercita-cita, yang baru-baru ini berpindah ke DC untuk mendapatkan rasa tindakan Akademi Sains Kepausan, panel sains non-denominasi Vatican, telah mengisytiharkan bahawa tindakan global mengenai perubahan iklim perlu dilakukan untuk mengelakkan "kesan serius dan berpotensi tidak dapat dipulihkan daripada pemanasan global yang disebabkan oleh pelepasan antropogenik gas rumah hijau

Hanya Berapa Banyak Seks Adakah Kita Bercakap Tentang?

Hanya Berapa Banyak Seks Adakah Kita Bercakap Tentang?

Ini adalah yang terakhir dalam siri jawatan tetamu dari Vanessa Woods, pengarang buku baru, Bonobo Handshake. Vanessa adalah Penyelidik Saintis dalam Antropologi Evolusi di Duke University dan mengkaji kognisi cimpanzi dan bonobos di Congo. Jadi ada beberapa keraguan yang terapung di sekitar seperti bau yang tidak baik, bahawa bonobos tidak mempunyai banyak seks

Monyet See, Monyet Do: Bagaimana Membuat Kawan Monyet

Monyet See, Monyet Do: Bagaimana Membuat Kawan Monyet

Tiruan mungkin bentuk pengukuhan yang tulus bukan hanya untuk manusia, tetapi untuk kebanyakan primata. Dalam interaksi sosial manusia, orang mempunyai kecenderungan naluriah untuk menyalin bahasa tubuh dan gaya tubuh masing-masing, dan kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa tiruan semacam itu menimbulkan perasaan mesra

Rosetta berayun melepasi masa lalu

Rosetta berayun melepasi masa lalu

Siasatan Agensi Angkasa Eropah Rosetta sedang dalam perjalanan ke komet 67 / P Churyumov-Gerasimenko (dengan cara asteroid 21 Lutetia pada Juli mendatang), di mana ia akan tiba pada bulan Mei 2014. Ini akan menjatuhkan lander - yang pertama kali dicoba sebuah komet - dan pengetahuan kami tentang pelawat-pelik kabur ini akan meningkat dengan pesat