Ένα λεπτό φυσικής: Μήπως τα νετρίνα ταξιδεύουν με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός;

Πηγή: New Scientist

και λίγη περισσότερη θεωρία...

Η ειδική σχετικότητα είναι η θεωρία που διατυπώθηκε απο τον Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905, και η οποία συμπληρώνει τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα, ώστε να ισχύουν και σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Η ειδική θεωρία της σχετικότητας προκύπτει απο την ικανοποίηση της γενικευμένης αρχής της σχετικότητας και της αρχής του Αϊνστάιν, σύμφωνα με την οποία η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια για όλους τους αδρανειακούς παρατηρητές, ανεξάρτητα απο τη σχετική τους ταχύτητα. Σύμφωνα με την γενικευμένη αρχή της σχετικότητας, οι φυσικοί νόμοι που ισχύουν σε ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς (δηλαδή ένα μη επιταχυνόμενο σύστημα), έχουν την ίδια μορφή σε οποιοδήποτε άλλο αδρανειακό σύστημα αναφοράς.
Η ειδική θεωρία της σχετικότητας προβλέπει φαινόμενα που αντίκεινται στην καθημερινή μας εμπειρία, ωστόσο έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά σε σειρά πειραμάτων, και επιβεβαιώνεται καθημερινά στους σύγχρονους επιταχυντές σωματιδίων.
Η ειδική σχετικότητα συμπληρώθηκε αργότερα από τη γενική σχετικότητα, διατυπωμένη επίσης από τον Αϊνστάιν, που μελετούσε τη βαρύτητα με τον σχετικιστικό φορμαλισμό. Με τη διατύπωση της γενικής σχετικότητας, η Νευτώνεια βαρύτητα έγινε πλέον υποπερίπτωση της σχετικιστικής βαρύτητας, και η κλασική Φυσική ολοκληρώθηκε ως εννοιολογικό πλαίσιο.

Το νετρίνο είναι ένα αφόρτιστο και πολύ ελαφρύ σωματίδιο, του οποίου η ύπαρξη προτάθηκε από τον αυστριακό φυσικό Βόλφγκανγκ Πάουλι, ώστε να ισχύει η αρχή διατήρησης της ορμής και της ενέργειας στην ραδιενεργή εκπομπή ηλεκτρονίων από τον ατομικό πυρήνα, τη λεγόμενη β διάσπαση.
Τα νετρίνα παρατηρήθηκαν δεκαετίες μετά την πρόταση του Πάουλι. Πρόκειται για σωματίδια που αλληλεπιδρούν ασθενώς με την ύλη, συνεπώς είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθούν. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ειδικές πειραματικές διατάξεις, γνωστές ως "τηλεσκόπια νετρίνων", τοποθετημένες βαθιά μέσα σε εγκαταλειμμένα ορυχεία ή στον πυθμένα της θάλασσας, προκειμένου να μην επηρεάζονται από την κοσμική ακτινοβολία· καθώς τα νετρίνα δύσκολα εντοπίζονται, απαιτείται μια τέτοιου είδους "μόνωση" από άλλες αλληλεπιδράσεις, αλλά και το μεγάλο μέγεθος της πειραματικής διάταξης.

Στιγμιότυπο από διδασκαλία του Πάουλι

 Σήμερα μετά τα τελευταία πειράματα έχει αποδειχθεί ότι υπάρχουν τριών ειδών ή όπως λέγεται "γεύσεων" νετρίνα. Η μάζα τους κυμαίνεται ανάλογα από μερικά ηλεκτρονιοβόλτ (eV) έως μερικά MeV. Οι τρεις τύποι νετρίνο διαφέρουν μεταξύ τους. Για παράδειγμα, όταν τα μιονικά νετρίνο αλληλεπιδρούν με κάποιο στόχο θα παράγουν πάντα μιόνια και ποτέ ταυ ή ηλεκτρόνια. Στις άλληλεπιδράσεις σωματιδίων, αν και τα ηλεκτρόνια και τα νετρίνο ηλεκτρονίων μπορούν να δημιουργούνται και να κατάστρέφονται, το άθροισμα του αριθμού των ηλεκτρονίων και των νετρίνο των ηλεκτρονίων, διατηρείται σταθερό. Το γεγονός αυτό μας έχει οδηγήσει στη διαίρεση των λεπτονίων σε τρεις οικογένειες, που η καθεμιά περιλαμβάνει ένα φορτισμένο λεπτόνιο και το αντίστοιχό του νετρίνο.

Διάγραμμα Feynman της διάσπασης β^-.

Σύμφωνα με πρόσφατες μετρήσεις που έγιναν από τον ανιχνευτή "OPERA" (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), ο οποίος βρίσκεται εγκατεστημένος κάτω από την οροσειρά Γκραν Σάσσο στην Ιταλία για να "μετρά" τα νετρίνο που διαφεύγουν από το CERN, οι χειριστές του ανιχνευτή μέτρησαν χρόνο άφιξης των νετρίνο τέτοιο που αντιστοιχεί σε ταχύτητά τους ελαφρά μεγαλύτερη αυτής του φωτός κατά 0,0024%. Οι μετρήσεις, σύμφωνα με τον φυσικό Αντόνιο Ερεντιτάτο (Antonio Ereditato) του Πανεπιστημίου της Βέρνης, είναι πολύ απλές: "Μετρούμε την απόσταση, μετρούμε τον χρόνο που χρειάστηκε για να διανυθεί αυτή η απόσταση και μετά διαιρούμε τα δύο μεγέθη, όπως κάναμε στο Γυμνάσιο", ενώ το περιθώριο σφάλματος είναι μόλις 10 nsec. Ωστόσο, είναι πολύ επιφυλακτικός ακόμη για να πει ότι η θεωρία της Σχετικότητας είναι εσφαλμένη. Σύμφωνα με τον ίδιο, τα αποτελέσματα, που επρόκειτο να ανακοινωθούν επίσημα στις 23 Σεπτεμβρίου 2011 σε σεμινάριο στο CERN, απλά θα τεθούν υπόψη της επιστημονικής κοινότητας προς διερεύνηση.^[1]

Πηγή: New Scientist  Wikipedia