Jak znaleźć cząstki szybsze od światła?

Nowa gazeta twierdzi, że neutrina nie tylko poruszają się szybciej niż prędkość światła, ale mają charakterystyczny dla mózgu charakter, co oznacza, że przyspieszają, gdy tracą energię.

Wyrażenie “nadzwyczajne twierdzenia wymaga niezwykłego dowodu” rzadko było bardziej odpowiednie, ale profesor Robert Ehrlich, niedawno emerytowany z George Mason University, wierzy, że tak jest, z sześcioma różnymi pomiarami z różnych dziedzin fizyki. Wszystkie te twierdzenia, Ehrlicha w Astroparticle Physics, dostarczają pasujących wyników, które nie tylko wskazują, że neutrina mają wyimaginowaną masę, ale wskazują na tę samą wartość, przez co mniej prawdopodobne jest, że odczyty są błędne.

Podczas gdy sam pomysł wyobrażonej masy brzmi nieprawdopodobnie dla nie-fizyka, jest to koncepcja, którą teoretycy od jakiegoś czasu majstrują. Podczas gdy liczby urojone reprezentują pierwiastek kwadratowy liczb ujemnych i okazały się wyjątkowo wartościowymi narzędziami dla fizyki, wyobrażona masa kwadratu daje ujemną wartość masy.

To po prostu sprawia, że koncepcja brzmi jeszcze bardziej nieprawdopodobnie, ale pomysł w rzeczywistości całkiem nie pasuje do teorii specjalnej względności. Jednym z kluczowych odkryć Einsteina było uświadomienie sobie, że dla zwykłej materii masa wzrasta wraz z prędkością. Formuła to m2 = m2rest / (1- (v / c) 2) gdzie m jest masą, v jest prędkością, a c jest prędkością światła.

Wniosek, że szybsza niż prędkość światła jest niemożliwa, wynika z faktu, że dla obiektu z masą podróżowanie z prędkością światła uczyniłoby tę masę nieskończoną. Dopóki ktoś nie może wymyślić, jak dostać się z podróży wolniejszej niż światło do szybszej niż światło bez przechodzenia przez prędkość światła, wydaje się, że utknęliśmy z odkrywaniem wszechświata w boleśnie powolnym tempie.

Jednak w 1962 roku George Sudarshan zwrócił uwagę, że nic w teorii względności nie zapobiegło możliwości cząstek, które zawsze poruszają się szybciej niż prędkość światła. Dla tych obiektów, nazwanych tachionami, prędkość światła byłaby podłogą, a nie sufitem.

Pojawiło się pytanie, czy gdyby istniały tachyony, bylibyśmy w stanie je wykryć. W 1985 roku zasugerowano, że neutrina są w rzeczywistości tachionami. Większość fizyków nie zwracała zbytniej uwagi i wracała do kłótni o to, czy neutrina mają masę i podróżują wolniej niż światło, czy też są bezmasowymi obiektami poruszającymi się z prędkością światła. Jednak twierdzenie pojawiło się kilka razy od czasu, najsławniejszego w błędnym czasie neutrin z Genewy do środkowych Włoch.

Ehrlich wykorzystuje wyniki “kosmicznych mikrofalowych fluktuacji tła, soczewkowania grawitacyjnego, widm promieniowania kosmicznego, oscylacji neutrin i podwójnego rozpadu beta.” Z nich przybywa do masy, która oprócz swego wyimaginowanego statusu jest mniejsza niż milionowa od elektronu ( m2νe = -0,11 ± 0,016eV2), zgodna z prędkością niewiele większą od prędkości światła.

Co więcej, Ehrlich twierdzi: “Nie ma żadnych znanych obserwacji w wyraźnym konflikcie z deklarowanym rezultatem”. Sugeruje on również trzy dalsze testy, które można przeprowadzić w celu zweryfikowania lub obalenia jego wniosków, z których jeden ma nastąpić w 2015 roku.