איטי יותר מאשר נייטרינו קלים

Pin
Send
Share
Send

מוקדם יותר השנה, צוות מדענים בינלאומי הודיע ​​שהם מצאו נייטרינים - חלקיקים זעירים בעלי מסה זעירה אך לא אפסית - נוסעים מהר יותר ממהירות האור. פיסיקאי אחד שענה לקריאה היה ד"ר רמנת קוביסיק. הוא מצא ליקוי שעלול להיות קטלני בניסוי, שקרא תיגר על קיומם של נייטרינים קלים יותר מהירים.

נייטרינים סופר-פרנליים (מהירים מאור) היו תוצאה של ניסוי OPERA, שיתוף פעולה בין מעבדת הפיזיקה של CERN בג'נבה, שוויץ, והמעבדה הנציונלי דל גראן סאסו בגראן סאסו, איטליה.

הניסוי תזמן נייטרינים כאשר הם נסעו 730 ק"מ (כ -450 מיילים) דרך כדור הארץ מנקודת המוצא שלהם ב- CERN לגלאי בגרן סאסו. הצוות היה המום לגלות שהנייטרינים הגיעו לגראן סאסו 60 ננו-שניות מוקדם יותר מכפי שהיה להם אם היו נוסעים במהירות האור בוואקום. בקיצור, נראה שהם סופר-אורינאליים.

תוצאה זו יצרה בעיה לפיזיקה או פריצת דרך. על פי תיאוריית היחסות המיוחדת של איינשטיין, כל חלקיק בעל מסה יכול להתקרב למהירות האור אך אינו יכול להגיע אליו. מכיוון שלנייטרינו יש מסה, נויטרינו סופר-לומינוני לא אמור להתקיים. אבל איכשהו, הם עשו זאת.

אבל Cowsik הטיל ספק בראשיתם של הנייטרינים. הניסויים של OPERA יצרו נייטרינים על ידי טריקת פרוטונים למטרה נייחת. זה ייצר דופק של פיונים, חלקיקים לא יציבים שהיו ממוקדים מגנטית למנהרה שם הם התפוררו לנייטרינו ומואונים (עוד חלקיק יסודי זעיר). המואונים מעולם לא הלכו רחוק יותר מהמנהרה, אך הנייטרינים, שיכולים להחליק דרך החומר כמו שרוח עוברת דרך קיר, המשיכו להתקדם לעבר גראן סאסו.

הצוות של Cowsik וצוותו בדקו מקרוב את הצעד הראשון של ניסוי OPERA. הם בדקו האם "דעיכה של פיון תייצר נייטרינו על-גבי-פנימיים, בהנחה שאנרגיה ותנופה נשמרים", אמר. לנייטרינו של OPERA היו הרבה אנרגיה אך מעט מאוד מסה, כך שהשאלה הייתה האם הם באמת יכולים לנוע מהר יותר מאור.

מה שקובסיק וצוותו מצאו היה שאם נייטרינו המופק מריקבון פיון היה נוסע מהר יותר מאור, חיי הפיון יתארכו וכל נייטרינו יישא חלק קטן יותר מהאנרגיה שהוא חולק עם המואון. במסגרת הנוכחית של הפיזיקה, נייטרינו סופר-לומינוני יהיה קשה מאוד לייצר. "מה שכן", מסביר Cowsik, "הקשיים הללו רק ילכו ויגדלו ככל שתגבר אנרגיית הפיון.

יש בדיקה ניסיונית של המסקנה התיאורטית של Cowsik. שיטת CERN לייצור נייטרינים משוכפלת באופן טבעי כאשר קרניים קוסמיות פוגעות באטמוספירה של כדור הארץ. מצפה הנקרא IceCube מוקם כדי להתבונן בנוטרינו אלה המתרחשים באופן טבעי באנטארקטיקה; כאשר נייטרינו מתנגש עם חלקיקים אחרים, הם מייצרים מואונים שמשאירים שבילי אור הבזקים כשהם עוברים דרך גוש קרח צלול בעובי של כמעט קילומטר.

IceCube זיהה נייטרינו עם אנרגיה גבוהה פי 10,000 מכל הנוצר כחלק מניסוי OPERA, מה שהוביל את Cowsik למסקנה כי פיוני ההורים שלהם חייבים להיות בעלי רמות אנרגיה גבוהות בהתאמה. חישובי צוותו שהתבססו על חוקים לשמירת אנרגיה ותנופה העלו כי תקופות החיים של אותם פיונים צריכים להיות ארוכים מכדי שיוכלו להתפרק לנייטרינו-על-לולניים.

כפי שמסביר Cowsik, איתור IceCube של נייטרינו באנרגיה גבוהה מעיד על כך שפיונים מתפרקים על פי רעיונות סטנדרטיים של הפיזיקה, אך הנייטרינים יתקרבו רק למהירות האור; הם לעולם לא יחרגו מזה.

מקור: פיונים לא רוצים להתפרק לנאוטרינו קלים יותר

Pin
Send
Share
Send