Fot. Paweł Bruckman, arch. pryw. Nie będzie wielkich rewolucji, neutrina nie zatrzęsą też światem w posadach. Nawet, jeżeli są szybsze od światła - uważa dr Paweł Bruckman de Renstrom z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN. Tłumaczy też, czym jest paradoks dziadka i dlaczego nigdy nie przeniesiemy się do innych wymiarów.
Money.pl: Skąd te sensacje wokół eksperymentu OPERA? Czym on się zajmuje?
Paweł Bruckman de Renstrom, Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk: Eksperyment OPERA próbuje zarejestrować neutrina, które pochodzą ze źródła akceleratorowego w europejskim centrum fizyki cząstek CERN pod Genewą. Tam jest produkowana wiązka neutrin, którą następnie posyła się w kierunku eksperymentu rejestrującego, znajdującego się pod górą Gran Sasso we Włoszech. Do przebycia mają więc trasę rzędu 750 kilometrów.
Dlaczego tak dużo?
Taka odległość jest podyktowana tym, że celem podstawowym tych eksperymentów nie było nawet badanie prędkości neutrin, tylko zmiany ich natury w czasie długiego lotu. Aby taka zmiana mogła się dokonać, trzeba dać im odpowiednio dużo czasu. My to nazywamy oscylacjami neutrin. A publikacja, która narobiła w mediach tyle szumu, jest poniekąd produktem ubocznym tego eksperymentu.
Dzięki współczesnemu systemowi GPS tamtejsi naukowcy byli w stanie bardzo dokładnie zmierzyć różnicę czasu od momentu produkcji do momentu detekcji, a jednocześnie precyzyjnie określić odległość między punktem produkcji a położeniem detektora w Gran Sasso. Już ze szkoły podstawowej wiemy, że jeżeli zna się dokładnie różnicę czasu i odległość, to można policzyć prędkość. Wystarczy podzielić odległość przez czas przelotu. I to jest cała filozofia tego pomiaru.
Co powiedziałby na to Einstein?
Oczywiście jest tam też mnóstwo szczegółów, które polegają choćby na tym, że czas mierzy się nie dla pojedynczych neutrin (bo przytłaczająca większość nie jest obserwowana), ale patrzy się na tzw. profil czasowy impulsu. Bo każdy impuls ma pewien profil czasowy - w pewnym momencie się zaczyna i w pewnym się kończy. Taki sam profil próbuje się zaobserwować w punkcie produkcji i punkcie detekcji. I rzeczywiście, eksperyment OPERA rejestruje ten profil, którego się spodziewamy z akceleratora. Do tego momentu wszystko się zgadza.
A od którego przestaje?
Wówczas, kiedy zaczynamy dokładnie mierzyć różnicę czasu i dzielimy odległość pomiędzy punktem produkcji a położeniem eksperymentu. Okazuje się wtedy, że prędkość neutrin jest nieco wyższa niż prędkość światła, która jest przecież uważana za absolutnie nieprzekraczalną. Wynika to przede wszystkim ze szczególnej teorii względności Einsteina, która jak dotąd nie została podważona. Ma to też fundamentalne znaczenie dla ogólnej teorii względności, która jest jej rozszerzeniem i która też została eksperymentalnie bardzo precyzyjnie potwierdzona.
Co więcej, trzeba wiedzieć, że systemy GPS, które są wykorzystywane w tym eksperymencie zarówno do pomiaru czasu, jak i odległości, uwzględniają bardzo istotne poprawki właśnie od ogólnej teorii względności. Bez nich tej precyzji, którą mamy w systemach GPS, zwyczajnie by nie było. Można powiedzieć, że wynik eksperymentu niejako usiłuje podważyć swoje własne podstawy. To jest już niepokojące samo w sobie.
Jak duża jest ta różnica w prędkości? Jest się czym martwić?
To nie jest tak, że neutrina pędzą dwa razy szybciej niż powinny. Różnica jest na poziomie 10 do minus piątej, co oznacza, że ta nadwyżka jest naprawdę maleńka. Jeszcze lepiej popatrzeć na to z punktu widzenia tego brakującego czasu czy odległości. A brakuje nam około 60 nanosekund, przy czym nanosekunda to jednomiliardowa część sekundy. Ten deficyt jest więc bardzo mały. Albo nam brakuje więc 60 nanosekund, czyli neutrina przybywają 60 nanosekund za wcześnie, albo mierzona odległość nie zgadza się o około 18 metrów, na 750 kilometrów całej trasy. W momencie, kiedy odchyłka jest tak mała, to w naturalny sposób powstaje pytanie, czy sam pomiar nie jest obarczony pewnym błędem, który tłumaczyłby ten wynik.
Na następnej stronie przeczytasz, dlaczego eksperci nie wierzą w te teorie
