Феномен нейтрино разгадан благодаря специальной теории относительности

Релятивистское движение часов на борту GPS-спутника явилось причиной возникновения сверхсветового эффекта.

Прошло уже три недели с того времени, когда весь мир облетела экстраординарная новость о нейтрино, который долетел из Франции в Италию быстрее света. Эксперимент, под названием ОПЕРА показал, что частицы, созданные в ЦЕРН, около Женевы, прибыли в лабораторию Гран Сассо в Италии на 60 наносекунд раньше, чем позволяет скорость света.

Опубликованные результаты оказали на научное сообщество эффект разорвавшейся бомбы. С тех пор только на arXiv поступило уже больше 80 статей, в которых пытаются объяснить или развенчать этот эффект. Среди физиков превалирует мнение, что команда ОПЕРА, должно быть, что-то упустила из вида.

Рональд ван Элбург из Гронингенского университета в Нидерландах опубликовал одну из самых вероятных и интересных версий касательно возможных источников ошибки.

Одна из наиболее сложных частей эксперимента заключается в том, чтобы часы между обоими точками были точно синхронизированы. Команда достигает этого с помощью GPS-спутников, которые передают чрезвычайно аккуратный сигнал со своей орбиты на высоте 20 000 километров. Это порождает серию дополнительных сложностей, таких как время достижения GPS-сигналом земли, которые необходимо учитывать.

По словам ван Элбурга, один из факторов был упущен разработчиками из виду: релятивистское (относительное) движение GPS-часов.

Может показаться, что движением спутников можно пренебречь. Ведь радиоволны, посредством которых передается сигнал времени, двигаются со скоростью света, независимо от скорости спутников.

Но есть одна деталь. Хотя скорость света не зависит от системы отсчета, но от нее зависит время полета. В данном случае есть две системы отсчета: эксперимент на Земле и часы на орбите. Если они двигаются относительно друг друга, то это необходимо учесть.

С точки зрения часов на борту спутника, позиция источника и приемника изменяются. "Относительно часов, приемник движется к источнику и соответственно, дистанция, проходимая частицами, кажется короче", - сказал ван Элбург.

Он имеет в виду, что для системы отсчета в небе, путь нейтрино короче, чем для системы отсчета на Земле.

По подсчетам Элбурга, этим можно объяснить прибытие нейтрино на 32 наносекунды быстрее. Но это значение необходимо удвоить, поскольку одна и та же ошибка происходит в обоих концах эксперимента. Таким образом, конечная поправка будет равна 64 наносекундам, почти столько же, сколько наблюдала команда ОПЕРА.

Если эта версия будет подтверждена, то вместо того, чтобы разоблачить теорию относительности Эйнштейна, эксперимент с нейтрино послужит еще одним ее подтверждением.

Оригинал (на англ. языке): Technologyreview

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов