Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Prędkość światła przekroczona

Recommended Posts

Międzynarodowy zespół uczonych poinformował, że neutrino podróżują szybciej od światła. Jeśli doniesienia te się potwierdzą, jesteśmy być może świadkami olbrzymiego przełomu w fizyce.

Antonio Ereditato, rzecznik prasowy grupy, stwierdził, że prowadzone wielokrotnie w ciągu ostatnich trzech lat eksperymenty wykazały, że neutrino wysyłane z CERN-u do włoskiego wykrywacza neutrin Borexino przybywały tam o 60 nanosekund szybciej, niż mogłoby przybyć światło.

Jesteśmy pewni naszych wyników. Sprawdzaliśmy je wielokrotnie, braliśmy pod uwagę wszystko, co mogło je zakłócić. Teraz chcemy, by sprawdziły je niezależne zespoły naukowe - mówił Ereditato.

Założenie, że nic nie może podróżować szybciej niż światło wynika ze szczególnej teorii względności Einsteina. Prędkość światła i przekonanie o jej nieprzekraczalności to jeden z kluczowych elementów Modelu Standardowego.

Podczas eksperymentów prowadzonych w ramach projektu OPERA z CERN-u do Gran Sasso wysłano 15 000 wiązek neutrino. CERN od Gran Sasso dzieli 730 kilometrów. Światło przebyłoby taką odległość w 2,4/1000 części sekundy. Neutrino były o 60 nanosekund szybsze. To maleńka różnica, jednak niezwykle ważna. Odkrycie jest tak niesamowite, że każdy powinien bardzo ostrożnie do niego podchodzić - dodał Ereditato.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe, czy uwzględnili prędkość obrotową ziemi, bo jeśli neutrino leciało "pod prąd" to wtedy wykrywacz neutrin mógł się przesunąć w stronę lecącej cząstki skracając de facto między nimi dystans.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe, czy uwzględnili prędkość obrotową ziemi, bo jeśli neutrino leciało "pod prąd" to wtedy wykrywacz neutrin mógł się przesunąć w stronę lecącej cząstki skracając de facto między nimi dystans.

Jeszcze mozna dorzucic predkosc poruszania sie ziemi po orbicie (~30km/s), ukladu slonecznego w galaktyce (~200km/s). Ale podejrzewam ze juz na to dawno wpadli :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Podejrzewam że oba ośrodki są dość solidnie osadzone na jednej ziemi, więc prędkość galaktyki raczej nie będzie miała wpływu + neutrino nie lecą po promieniu ziemi, tylko na skróty :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tu jest artykuł: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1109/1109.4897.pdf

730km to 2.4ms, z czego 60ns to 1/40600 czyli jakieś 18m - różnica niby niewielka, ale jednak spora z perspektywy pomiaru prędkości światła. Pewnie jeszcze pozostało dużo niewyeliminowanych możliwych źródeł błędów, jak np. to że wcale nie żyjemy w układzie inercjalnym (jest dużo przyspieszeń związanych z ruchem obrotowym Ziemi, dookoła słońca etc.)...

 

Natomiast jeśli to rzeczywiście jest prawda, to różnica prędkości jest zdecydowanie za mała żeby rezygnować ze szczególnej teorii względności. Oznaczałoby to tylko i wyłącznie że jednak nam się tylko wydawało że to foton osiąga największą możliwą prędkość ośrodka które nas otacza (m.in. pola elektromagnetycznego) - że jednak możliwe są też bardziej "aerodynamicze" (polodynamiczne :) ) konstrukcje pola, które przemierzają je ciut szybciej.

 

Wiemy że czyste pole elektromagnetyczne może propagować co najwyżej z prędkością światła, ale czy na pewno wiemy że np. pole odpowiedzialne za oddziaływanie słabe także? Neutrino jest konstrukcją na pograniczu tych dwóch pól.

Bezpośrednie eksperymentalne zweryfikowanie takiej hipotezy jest dla mnie wręcz niewyobrażalne (ma ktoś pomysł? Albo np. jak się zastanowić, to tak naprawdę wiemy tylko jak grawitacja działa na nukleony - jak praktycznie zweryfikować że tak samo działa na same elektrony? Sterna-Gerlacha dla elektronów dalej nie udało się przeprowadzić...)

 

ehhh ... już widzę na Phsorgu wytłumaczenie że to przecież idą na skróty przez dodatkowe wymiary ;/ w takim razie dlaczego fotony nie mogą? Ale podstawowy problem z dodatkowymi wymiarami to to, że jeśli jest jakakolwiek interakcja z nimi (chociażby poprzez neutrina), to bardzo wyraźnie by to było widać na poziomie termodynamiki - np. energia by odpływała do tamtych wymiarów ...

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Oznaczałoby to tylko i wyłącznie że jednak nam się tylko wydawało że to foton osiąga największą możliwą prędkość ośrodka które nas otacza (m.in. pola elektromagnetycznego) - że jednak możliwe są też bardziej "aerodynamicze" (polodynamiczne :) ) konstrukcje pola, które przemierzają je ciut szybciej.

 

Czyli energie uzyskiwane z wykorzystaniem E=mc2 byłyby trochę większe, itd?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Piotrze, E=mc2 tylko wiąże ze sobą dwa rodzaje mas (z jakichś bodajże czterech: inercjalna, grawitacyjna, energia którą można by uzyskać podczas anihilacji i dająca częstotliwość de Broglie/Zitterbewegung).

W teorii pola jest ukrytych dużo więcej stałych i naleciałości historycznych (o bardzo wysokiej inercji), tak że z automatu przyjmuje się że prędkość propagacji wszystkich pól jest stała i basta ... co tak naprawdę nie jest zupełnie potwierdzone eksperymentalnie, pozostawiając dużo miejsca na takie niedokładności jak rzędu 1/40000.

Foton to konstrukcja pola elektromagnetycznego, natomiast neutrino raczej głównie pola oddziaływań słabych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Natomiast jeśli to rzeczywiście jest prawda, to różnica prędkości jest zdecydowanie za mała żeby rezygnować ze szczególnej teorii względności.

 

Biorąc pod uwagę jak zachowuje się współczynnik Lorentza w okolicy c to nie trzeba przekraczać c - wystarczy je osiągnąć i STS nadaje się na...

 

Próżnia ma niezerowe przenikalności, być może chodzi prędkość w hipotetycznej próżni o zerowych przenikalnościach, zatem nie stawiającej "oporu" fali em.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jajcenty, przepraszam - przez STW miałem cały czas na myśli lorenzowsko niezmiennicze teorie pola.

W bardzo upraszczającym rozumieniu STW o którym mówisz, rzeczywiście pojawia się istotny problem.

Zrozumienie kryształu dwójłomnego o dwóch różnych prędkościach światła nie wymaga łamania STW, tak samo STW nie wyklucza że próżnia pozwala na różne prędkości propagacji różnych rodzajów drgań. Szukano różnic w prędkości fotonów o różnej energii z błysków gamma dla wytłumaczenia egzotycznych teorii, bodajże z silnie negatywnym rezultatem.

Tutaj natomiast mamy coś bardzo innego - jedne drgania to pola elektromagnetycznego, drugie (neutrin) głównie pola oddziaływań słabych - "ortogonalnych w bardzo fundamentalnym sensie". Tego drugiego oddziaływania to tak naprawę dobrze nie rozumiemy i przeprowadzenie bezpośrednich eksperymentów jest praktycznie niemożliwe.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A swoją drogą - znamy jakąkolwiek cząstkę, coś innego niż światło (mam na myśli całe widmo EM), co poruszało by się ze stałą  prędkością c lub bardzo zbliżoną? (naturalnie sama z siebie, bez rozpędzania w akceleratorze)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe, czy uwzględnili prędkość obrotową ziemi, bo jeśli neutrino leciało "pod prąd" to wtedy wykrywacz neutrin mógł się przesunąć w stronę lecącej cząstki skracając de facto między nimi dystans.

 

To kompletnie nie moja dziedzina ale z tego co pamiętam z lekcji fizyki takie parametry się nie liczą bo jak to nam obrazowo tłumaczono jeśli będziemy lecieli statkiem kosmicznym rozpędzonym do prędkości światła i wystrzelimy z tego statku pocisk ten pocisk będzie się nadal poruszał z prędkością światła o ile dobrze pamiętam miało to związek z teoria względności czy coś w tym stylu .

Share this post


Link to post
Share on other sites
Pewnie jeszcze pozostało dużo niewyeliminowanych możliwych źródeł błędów, jak np. to że wcale nie żyjemy w układzie inercjalnym (jest dużo przyspieszeń związanych z ruchem obrotowym Ziemi, dookoła słońca etc.)...

W ramach wciąż obowiązującej teorii nie ma to znaczenia. Więc albo błąd jest czysto techniczny albo teoria jest zła.

O przenikalności "mi" i "epsilon" i prędkości światła uczą w szkole średniej, więc też nie szukałbym tu błędu.

Dla mnie albo to błąd techniczny albo coś naprawdę wielkiego. Dodajmy że neutrina mają masę spoczynkową.

Dalej, oddziaływanie słabe nie słynie z dużego zasięgu, więc generalnie nie pasuje do tych 700 km.

Prędzej stawiałbym na nieznany proces fizyki kwantowej.

Share this post


Link to post
Share on other sites

.....Prędzej stawiałbym na nieznany proces fizyki kwantowej.

 

Tak! Prędzej cos takiego, rodzaj odwrocenia zasady nieoznaczonosci Heisenberga. Neutrino za chwile od wyslania bedzie zmierzone w punkcie "b", jednak upiornie "ono" juz to wie, ze będzie złapane, wiec sie dluzej nie ukrywa i pokazuje sie wczesniej niz jego nadejscie jest spodziewane;D Taka neutrinowa "ciuciubabka" - "i tak mnie zaraz zlapiesz wiec popsuje ci zabawe i juz jestem:P" wow:D

Share this post


Link to post
Share on other sites

A ja nie rozumiem dlaczego gdyby to okazało się prawdą miałoby skreślać STW? Istnieje całkiem zgrabna teoria o tachionach. Neutrina jeśli przemieszczają się szybciej niż światło, to po prostu mają urojoną masę. Mnie to pasuje. Wiem, masę neutrin określano do tej pory jako rzeczywistą, więszką od zera a nie większą niż (tu jakaś tam liczba) eV. Jednak to jak to wyznacząją jest dość pokrętne. Poszukałem prac na ten temat i znalazem taką np.:

http://arxiv.org/pdf/1108.5034v1

O ile dobrze rozumiem, to naukowcy nie wyznacząją bezpośrednio masy neutrin, ale kwadrat ich masy, który w dodatku wychodzi im na minusie. Mają rozkład dla tej wartości z wartością oczekiwaną poniżej zera i odchyleniem standardowym przekraczającym zero. Widząc to brać naukowa wywala część rozkładu poniżej 0 jako niefizyczny. A może to błąd?

Share this post


Link to post
Share on other sites

thikim, po pierwsze w szczególnej teorii względności istotne jet założenie inercjalności układu, czyli braku przyśpieszeń. Jednak tego typu poprawki raczej nie miałyby szans wytłumaczyć tych 60ns.

 

Co do tego że oddziaływanie słabe nie słynie z dużego zasięgu ...

Jest ono związane zwykle z większymi energiami niż EM - stopnie swobody pola odpowiadające za oddziaływanie słabe trudniej wychylić ze stanu równowagi. Dzięki tej większej 'stałej sprężystości'(węższych studni potencjału), deformacja tych stopni swobody mogłaby teoretycznie propagować szybciej ... tyle że energia z tych 'twardych sprężyn' zwykle szybko ucieka(dysypuje) do innych stopni swobody, czyli oddziaływanie słabe ma bezpośrednio niewielki zasiąg.

Sytuacja się zmienia w przypadku cząstek - tutaj deformacja stopni swobody związanych z oddziaływaniem słabym jest integralną częścią cząstki - porusza się razem z nią. Myślę że teoretycznie oddziaływanie słabe mogłoby się poruszać jeszcze szybciej, ale trochę spowalnia cząstkę w pobliże c to że występują tam też zjawiska EM.

 

A co do konieczności jakichś dodatkowych 'efektów kwantowych', to jeśli tylko nie trzymamy się ortodoksyjnie jej mistycyzmu, to można ją po prostu

zrozumieć ( http://www.racjonalista.pl/forum.php/s,404014 ) - to wszystko jest bardzo sensowne i nie ma tam miejsca na jakieś dodatkowe magiczne efekty.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Też mam wyjaśnienie i to nawet całkiem proste:P  posiada 3 założenia.

1. prędkość światła jest nieprzekraczalna.

2. neutrina nie oddziałują z ośrodkiem w którym się poruszają, dlatego poruszają się z maksymalną możliwą prędkością z jaka jest osiągalna - w tym wypadku prędkością światła.

3. Na szybkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej wpływ posiada rodzaj oraz gęstość ośrodka w jakim się ona rozchodzi.

 

Rozwinięcie:

- dysponujemy prędkością rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni, która jak jednak wiadomo nie jest wcale "pusta", ponieważ ośrodek może spowalniać rozchodzenie się fali elektromagnetycznej, mierzona przez nas prędkość jest rzeczywistą prędkością rozchodzenia się fali w jakimś ośrodku (w tym wypadku próżni), a nie maksymalną rzeczywistą prędkością rozchodzenia się fali w pustce.

- jak powszechnie wiadomo neutrina oddziałują z ośrodkiem w minimalnym zakresie, nie są spowalniane przez ośrodek, lub dzieje się to w nieznacznym stopniu.

 

Wniosek:

- nie wykonano żadnych błędów pomiarowych przy badaniu prędkości neutrin. Jedynie prędkość światła jaką zmierzyliśmy i która porównujemy z szybkością neutrin okazuje się mniejsza od maksymalnej prędkości światła, ponieważ nie dysponujemy ośrodkiem w którym światło nie byłoby spowalniane.

 

Proste i logiczne no nie? Szczególna teoria względności dalej się trzyma a E=mc2 nadal obowiązuje ;]

Share this post


Link to post
Share on other sites

Stawiałbym raczej na desynchronizację zegarów. Bo skąd wiadomo, że czas mierzony w jednym ośrodku badawczym jest taki sam ja w drugim? Czy kiedy mamy 2 zegary atomowe, synchronizujemy je ze sobą, a następnie jeden z nich przewozimy na pewną odległość, to czy nie zachodzi mikro dylatacja czasu (przemieszczenie zegara z miejsca na miejsce ma wpływ prędkość upływu czasu)?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bardzo ciekawy artykuł o dyskusji na temat możliwych źródeł błędów:

http://arstechnica.com/science/news/2011/09/neutrino-results-depend-on-exquisite-measurements-of-time-space.ars

Dobrym argumentem że neutrina poruszają się z prędkością światła jest to że ich strumień z wybuchu supernowej jest obserwowany równocześnie z fotonami ... jednak pozostaje np. ewentualność że można je rozpędzić do większej prędkości, ale pole elektromagnetyczne je dość szybko wyhamowuje do c (poprzez jakieś promieniowanie Czerenkowa?)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Proste i logiczne no nie? Szczególna teoria względności dalej się trzyma a E=mc2 nadal obowiązuje ;]

 

Nieco wcześniej ja również zasugerowałem, że c w próżni to mniej niż c w "pustej" próżni :) ale po namyśle: istnienie idealnego ośrodka z zerowymi przenikalnościami (próżnia ma małe ale niezerowe) obala STW.

J.C. Maxwell pokazuje, że c = 1/sqrt(e0*m0) -> nieskończoności i w takim ośrodku foton jest wszędzie  :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dobrym argumentem że neutrina poruszają się z prędkością światła jest to że ich strumień z wybuchu supernowej jest obserwowany równocześnie z fotonami ... jednak pozostaje np. ewentualność że można je rozpędzić do większej prędkości, ale pole elektromagnetyczne je dość szybko wyhamowuje do c (poprzez jakieś promieniowanie Czerenkowa?)

 

No tak, skoro na 780 metrach mamy 60 ns to na latach świetlnych powinniśmy obserwować strumień neutrin potem długo długo nic, a wreszcie rozbłysk. Jeśli dobrze policzyłem różnica powinna wynosić około 20 godzin na każdy rok świetlny.

 

Jaka jest szansa na weryfikację tego eksperymentu przez inną ekipę na innym sprzęcie?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nieco wcześniej ja również zasugerowałem, że c w próżni to mniej niż c w "pustej" próżni :) ale po namyśle: istnienie idealnego ośrodka z zerowymi przenikalnościami (próżnia ma małe ale niezerowe) obala STW.

J.C. Maxwell pokazuje, że c = 1/sqrt(e0*m0) -> nieskończoności i w takim ośrodku foton jest wszędzie  :P

 

Dopiero po napisaniu swojego posta zauważyłem twój :) jakoś tak mi przemknął. Ale, nie jest ważneczy taki ośrodek istnieje czy nie, ważne jest to że próżnia wyhamowuje falę elektromagnetyczną, i mierzona przez nas prędkość jest pozorną prędkością maksymalną, mniejszą od rzeczywistej jaka może zostać osiągnięta w układzie (wszechświecie).

 

- To że na krótkim odcinku neutrina są szybsze do fali EM, nie znaczy że w dużej skali też tak będzie, fala EM pędzi w ośrodku ze stałą prędkością, cząsteczki którym układ mimo wszystko stawia drobny opór stopniowo wyhamowują, im mniejsza prędkość cząsteczki tym mniejszy opór stawia ośrodek, dlatego też bardzo prawdopodobne, że po jakimś czasie ich prędkość się zrównuje.

 

- Jednak mimo powyższego, powinna być możliwość zaobserwowania drobnych odchyleń w czasie rejestracji neutrin i fotonów z rozbłysków w kosmosie, neutrina na krótkich dystansach powinny być trochę szybciej, a te na dłuższych minimalnie wolniejsze. Ale wymaga to istnienia sprzężonego detektora, który byłby w stanie rejestrować jednocześnie obie cząsteczki.

 

- A może jednak jak ktoś wspomniał komuś się po prostu zegarek spieszy? ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co do śpieszenia się zegarków to polecam wczorajszy wykład z CERNu:

http://cdsweb.cern.ch/record/1384486

wszystko wygląda bardzo porządnie zrobione...

A co wyhamowywania, to naturalne tutaj wydawałoby się promieniowanie Czernkowa o którym wspomniałem - jeśli w strukturze neutrina jest coś związanego z polem EM (np. jakieś wyższe momenty elektryczne, magnetyczne), powinien być wyhamowywany do prędkości światła.

Właśnie sprawdziłem że z SN1987A (168 tys. lat świetlnych) też neutrina (24 w 13s) pojawiły się przed fotonami(3 godziny):

http://en.wikipedia.org/wiki/Supernova_Early_Warning_System

ale to opóźnienie wydaje się wynikać z charakteru procesu: netrina pochodzą z zapadnięcia jądra, a fotony muszą dopiero przebić się przez otoczkę.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z tą prędkością światła i teorią względności jest jak z każdą poprzednią słuszną teorią, jeśli faktycznie to prawda to teoria względności będzie miała tylko "mały" update tzn założenia dla których działa. Wkurzają mnie z lekka opinie niektórych  naukowców i dziennikarzy którzy mówią już o pomyłce Einsteina i obaleniu teorii z której korzystamy od lat i dotychczas nas nie zawiodła, a w codziennym życiu wykorzystujemy wynalazki które ją wykorzystują zjawiska opisane w tej teorii.

To jest chyba normalne że razem ze zgłębianiem struktury świata, poznajemy coraz dokładniej prawa które zawsze są tylko uogólnieniem. Każdy by chciał aby to wszystko było jak E=mc^2 gdzie jedno i drugie jest całkowicie znane, w rzeczywistości nie ma tak, prawo to znowu może być z lekka poprawione o dodatkowe czynniki zazwyczaj bliskie zeru...,

Odkrycie jeśli prawdziwe to wg. mnie wcale nie zaprzeczyłoby STW, tylko nada jej jakieś ograniczenia/założenia i nadal będziemy spokojnie korzystać z LASERów i GPSu ;-) wiedząc jak działają.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Fragment wypowiedzi prof. Krzysztofa Meissnera na ten temat:

"Prędkość światła, której nic nie może przekroczyć, odnosi się do próżni. Może więc to ośrodek, przez który neutrina wędrowały ze Szwajcarii do Włoch - a więc skały - dał taki dziwaczny efekt? Już kiedyś zresztą pomierzono, że samo światło może pozornie poruszać się szybciej od "prędkości światła", jeśli tylko przechodzi przez coś, co... zatrzymuje fotony. Bo de facto część z nich się wtedy przedziera, a dzięki mechanice kwantowej mają krótszą drogę do pokonania - dlatego wydaje się, jakby przyspieszały."

 

Prof. Ewa Rondio:

"Już dawniej myślano, że neutrina mogą być tachionami, czyli hipotetycznymi cząstkami elementarnymi, które poruszają się szybciej od światła."

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z calkowitą pewnością zakładam hipotezę iż w odpowiednim ośrodku istnieje możliwość ruchu z prędkością większą od prędkości cząstki neutrino podpierając tezę, że jeżeli prędkość czegokolwiek posiada określoną granicę to jest to dowodem istnienia dyferencjału ośrodków przedgranicznego i zagranicznego z punktu widzenia obserwatora rozpatrującego zagadnienie, a zatem konkludując twierdzę istnienie ośrodka ograniczającego ogranicznik górnego kresu (stanowiącego ogranicznik niższego rzędu) prędkości światła w odmaterializowanym ośrodku przestrzennym.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas ostatnich badań w CERN zdobyto dane, które – jeśli zostaną potwierdzone – będą oznaczały, że doszło do naruszenia Modelu Standardowego. Dane te dotyczą potencjalnego naruszenia zasady uniwersalności leptonów. O wynikach uzyskanych w LHCb poinformowano podczas konferencji Recontres de Moriond, na której od 50 lat omawia się najnowsze osiągnięcia fizyki oraz w czasie seminarium w CERN.
      Podczas pomiarów dokonywanych w LHCb porównywano dwa typy rozpadu kwarków powabnych. W pierwszym z nich pojawiają się elektrony, w drugim miony. Miony są podobne do elektronów, ale mają około 200-krotnie większą masę. Elektron, mion i jeszcze jedna cząstka – tau – to leptony, które różnią się pomiędzy sobą zapachami. Zgodnie z Modelem Standardowym, interakcje, w wyniku których pojawiają się leptony, powinny z takim samym prawdopodobieństwem prowadzić do pojawiania się elektronów i mionów podczas rozpadu kwarka powabnego.
      W roku 2014 zauważono coś, co mogło wskazywać na naruszenie zasady uniwersalności leptonów. Teraz, po analizie danych z lat 2011–2018 fizycy z CERN poinformowali, że dane wydają się wskazywać, iż rozpad kwarka powabnego częściej dokonuje się drogą, w której pojawiają się elektrony niż miony.
      Istotność zauważonego zjawiska to 3,1 sigma, co oznacza, iż prawdopodobieństwo, że jest ono zgodne z Modelem Standardowym wynosi 0,1%. Jeśli naruszenie zasady zachowania zapachu leptonów zostanie potwierdzone, wyjaśnienie tego procesu będzie wymagało wprowadzenie nowych podstawowych cząstek lub interakcji, mówi rzecznik prasowy LHCb profesor Chris Parkes z University of Manchester.
      Rozpad kwarka powabnego prowadzi do pojawienia się kwarka dziwnego oraz elektronu i antyelektronu lub mionu i antymionu. Zgodnie z Modelem Standardowym w procesie tym pośredniczą bozony W+ i Z0. Jednak naruszenie zasady uniwersalności leptonów wskazuje, że zaangażowana w ten proces może być jakaś nieznana cząstka. Jedna z hipotez mówi, że jest to leptokwark, masywny bozon, który wchodzi w interakcje zarówno z leptonami jak i z kwarkami.
      Co istotne, dane z LHCb zgadzają się z danymi z innych anomalii zauważonych wcześniej zarówno w LHCb, jak i obserwowanych od 10 lat podczas innych eksperymentów na całym świecie. Nicola Serra z Uniwersytetu w Zurichu mówi, że jest zbyt wcześnie by wyciągać ostateczne wnioski. Jednak odchylenia te zgadzają się ze wzorcem anomalii obserwowanych przez ostatnią dekadę. Na szczęście LHCb jest odpowiednim miejscem, w którym możemy sprawdzić potencjalne istnienie nowych zjawisk fizycznych w tego typu rozpadach. Musimy przeprowadzić więcej pomiarów.
      LHCb to jeden z czterech głównych eksperymentów Wielkiego Zderzacza Hadronów.Jego zadaniem jest badanie rozpadu cząstek zawierających kwark powabny.
      Artykuły na temat opisanych tutaj badań zostały opublikowane na stronach arXiv oraz CERN.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z Oak Ridge National Laboratory zaobserwowali nowy rodzaj interakcji neutrin. Naukowcy pracujący przy eksperymencie COHERENT nie tylko poszerzyli naszą wiedzę z dziedziny fizyki, ale również udoskonalili technologię wykrywaczy neutrin i zdobyli nowe informacje na temat tego, co dzieje się w przestrzeni kosmicznej.
      Prawdopodobnie badanie neutrin pozwoli nam z czasem odpowiedzieć na wiele otwartych obecnie pytań, mówi profesor Rex Tayloe z Indiana University, który nadzorował instalację, pracę i analizę danych z kriogenicznego argonowego wykrywacza neutrin Spallation Neutron Source (SNS).
      Grupa Tayloe'a zaobserwowała, że niskoenergetyczne neutrina wchodzą w interakcje z jądrami argonu w procesie nazwanym koherentnym elastycznym rozpraszaniem neutrino-jądro (CEvNS, coherent elastic neutrino-nucleus scattering). Neutrino uderzając w jądro argonu przekazuje mu minimalną ilość energii, co powoduje, że jądro jest niemal niezauważalnie odrzucane.
      Podstawą do przeprowadzonych obecnie badań było studium opisane w 2017 roku w Science, podczas którego zauważono pierwsze oznaki procesu CEvNS, jaki miał miejsce, gdy neutrino wchodziły w interakcje ze znacznie cięższymi jądrami cezu i jodu. Wówczas odrzut cięższych jąder był jeszcze mniejszy niż zaobserwowany obecnie.
      Model Standardowy przewiduje istnienie koherentnego elastycznego rozpraszania neutrino na jądrze. Zaobserwowanie interakcji neutrino z argonem, najlżejszym jądrem w przypadku którego interakcję tą udało się zmierzyć, pozwoliło na potwierdzenie wcześniejszych obserwacji prowadzonych z cięższymi jądrami. Wykonane przez nas dokładne pomiary pozwalają na określenie granic dla alternatywnych modeli teoretycznych, stwierdziła rzecznik prasowa COHERENT fizyk Kate Scholberg z Duke University.
      Yuri Efremenko, fizyk z Univeristy of Tenessee, którego zadaniem było stworzenie bardziej czułych fotodetektorów, powiedział: Argon stał się dla nas rodzajem „drzwi”. Proces CEvNS jest jak budynek, o którym wiemy tyle, że powinien istnieć. Pierwsze pomiary z udziałem cezu i jodu były jednymi z „drzwi”, którymi weszliśmy do budynku. Teraz otworzyliśmy „drzwi” argonowe. Pomiary dokonane z udziałem argonu są zgodne z granicami błędu dopuszczonymi przez Model Standardowy. Jednak zwiększenie precyzji pomiarów może pozwolić na odkrycie czegoś nowego.
      Szukamy sposobów na zaburzenie Modelu Standardowego. Uwielbiamy go, to bardzo skuteczny model. Ale istnieją kwestie, których na jego gruncie nie można wyjaśnić. Podejrzewamy, że w tych drobnych kwestiach, gdzie możemy zaburzyć Model Standardowy, kryją się odpowiedzi na wielkie pytania o naturę wszechświata, antymaterię czy ciemną materię, dodaje fizyk Jason Newby.
      Teraz, po 18 miesiącach prowadzenia eksperymentów, w czasie których zarejestrowano 159 wydarzeń CEvNS - co jest zgodne z Modelem Standardowym – naukowcy poinformowali o wynikach swoich prac na łamach Physical Review Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy skupieni wokół GRAND Collaboration chcą wybudować gigantyczny wykrywacz neutrin obejmujących powierzchnię... 200 000 km2. Siedzibą GRAND (Giant Radio Array for Neutrino Detection) jest francuskie Narodowe Centrum Badań Naukowych (CNRS). GRAND Collaboration odbyła już kilka warsztatów i stworzyła plan budowy gigantycznego detektora.
      Uczestnicy GRAND chcą poszukiwać i badań neutrin o bardzo wysokich energiach. Dotychczas takich neutrin nie udało się zaobserwować. Takie neutrina mogą pochodzić z dwóch źródeł. Jednym z nich jest ultrawysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne (UHE), a drugie źródło to interakcja UHE z mikrofalowym promieniowaniem tła.
      Naukowców z GRAND szczególnie interesują neutrina taonowe. Neutrina takie powinny być stosunkowo łatwe do wykrycia. Naukowcy z GRAND uważają, że istnieje duże prawdopodobieństwo, iż neutrina z UHE wchodzą w interakcje z materią. Ze wszystkich trzech rodzajów neutrin obecnych w UHE neutrina elektronowe zostają uwięzione w materii, z którą wchodzą w interakcje, a neutrina mionowe przechodzą przez tę materię. Uczeni chcą złapać neutrino taonowe, które wchodzi w reakcje z materią i rozpada się w odległości do 50 kilometrów od miejsca interakcji. Olbrzymi teleskop GRAND miałby rejestrować te rozpady. Z kolei materia, z którą neutrina taonowe mają wchodzić w interakcje to sama Ziemia. Koncepcja jej wykorzystania nie jest nowa. A pomysłodawcy GRAND Collaboration chcą w tym celu wykorzystać tereny górskie. Spróbują złapać neutrina taonowe, które przeszły przez skorupę ziemską i rozpadają się w powietrzu, powodując cały deszcz cząstek.
      Pomysł GRAND polega na ustawieniu 200 000 specjalnych czujników. Potrzeba jednego takiego czujnika na 1 km2. Każda z takich stacji będzie składała się ze specjalnej anteny, wzmacniacza oraz sprzętu do rejestrowania i przechowywania danych.
      Dotychczas naukowcom udało się zebrać około 160 000 euro i stworzyć 35 prototypowych stacji. Teraz zaczynają wdrażać pilotażowy program GRANDProto300, w ramach którego kosztem 1,6 miliona euro chcą ustawić swoje czujniki na powierzchni 300 km2.
      Mają nadzieję, że w ciągu najbliższych 5–10 lat koszt pojedynczej stacji spadnie do około 500 USD. W ten sposób koszty całego projektu, zakładającego budowę czujników oraz stworzenie hotspotu z pełnowymiarową anteną na każde 10 000 km2 powinny zamkną się kwotą 200 milionów euro.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      CERN udostępnił swój pierwszy publiczny Raport Środowiskowy, dotyczący m.in. emisji gazów cieplarnianych. Dowiadujemy się z niego, że w 2018 roku ta instytucja wyemitowała 223 800 ton ekwiwalentu dwutlenku węgla. To tyle co duży statek wycieczkowy.
      Z raportu dowiadujemy się, że aż 3/4 tej emisji powodują zawierające fluor gazy, używane podczas prac z wykrywaczami cząstek. CERN planuje zmniejszenie emisji.
      Obejmujący lata 2017–2018 raport sprowokował debatę zarówno wśród pracowników, jak i wśród osób z zewnątrz. Zaczęliśmy zastanawiać się, co można zrobić z tym już teraz i w jaki sposób projektować akceleratory przyszłości, mówi Frederick Bordry, dyrektor CERN ds. akceleratorów i technologii.
      Raport porusza wszelkie kwestie związane z wpływem CERN na środowisko, od emitowanego hałasu, po wpływ na bioróżnorodność, zużycie wody czy emitowane promieniowanie. Specjaliści orzekli, że to redukcja gazów cieplarnianych będzie miała największy wpływ na poprawę stanu środowiska. Inżynierowie już planują uszczelnienie miejsc wycieków w LHC i zoptymalizowanie systemu cyrkulacji gazu. Docelowo chcą, żeby w roli chłodziwa czujników gazy zawierające fluor zostały zastąpione przez dwutlenek węgla, który ma kilka tysięcy razy mniejszy potencjał cieplarniany. Gdy budowaliśmy Wielki Zderzacz Hadronów, nie docenialiśmy potencjału cieplarnianego tych gazów. Naszym głównym zmartwieniem była dziura ozonowa, mówi Bordry. Na razie CERN chce obniżyć swoją bezpośrednią emisję gazów cieplarnianych o 28% do roku 2024.
      Raport uwzględnia też pośrednią emisję generowaną przez CERN. Laboratorium zużywa bowiem tyle energii elektrycznej co niewielkie miasteczko. Zakładamy w LHC systemy odzyskiwania energii. Jesteśmy pionierami wykorzystania nadprzewodnictwa na duża skalę, co może zwiększyć efektywność sieci energetycznych.
      Jak jednak zauważają specjaliści, znacznie lepiej jest emitować gazy cieplarniane w celu dokonywania odkryć naukowych, niż w innych celach. Postęp naukowy jest bardzo ważny i trudno znaleźć ważniejszą instytucję naukową niż CERN. Osobiście wolę, byśmy emitowali gazy cieplarniane pracując w CERN niż lecąc samolotem do Pragi, by się upić na weekend, mówi John Barrett, z Sustainability Research Institute.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki wykryciu neutrin pochodzących z jądra Słońca fizycy byli w stanie potwierdzić ostatni brakujący element opisu fuzji zachodzącej wewnątrz naszej gwiazdy. Potwierdzili tym samym obowiązujący od dziesięcioleci model teoretyczny przewidujący, że część energii słonecznej pochodzi z łańcucha reakcji, w którym udział mają atomy węgla i azotu.
      W procesie tym cztery protony łączą się w jądro helu. Dochodzi do uwolnienia dwóch neutrin, innych cząstek subatomowych i olbrzymich ilości energii. Ten cykl węglowo-azotowo-tlenowy (CNO) nie odgrywa większej roli w Słońcu, gdzie dzięki niemu powstaje mniej niż 1% energii. Uważa się jednak, że gdy gwiazda się starzeje, zużywa wodór i staje się czerwonym olbrzymem, wówczas rola cyklu CNO znacząco rośnie.
      O odkryciu poinformowali naukowcy pracujący przy włoskim eksperymencie Borexino. To wspaniałe, że udało się potwierdzić jedno z podstawowych założeń teorii dotyczącej gwiazd, mówi Marc Pinsonnealut z Ohio State University.
      Borexino już wcześniej jako pierwszy wykrył neutrina pochodzące z trzech różnych etapów reakcji zachodzącej w Słońcu, która odpowiada za produkcję większości energii naszej gwiazdy. Dzięki obecnemu odkryciu Borexino w pełni opisał dwa procesy zasilające Słońce, mówi rzecznik eksperymentu Gioacchino Branucci z Uniwersytetu w Mediolanie. Kończymy wielkim bum!, dodał Marco Pallavicini z Uniwersytetu w Genui. Może to być bowiem ostatnie odkrycie Borexino, któremu grozi zamknięcie z powodu ryzyka dla źródła wody pitnej.
      Odkrycie neutrin pochodzących z cyklu węglowo-azotowo-tlenowego nie tylko potwierdza teoretyczne modele procesów zachodzących w Słońcu, ale rzuca też światło na strukturę jego jądra, szczególnie zaś na koncentrację w nim metali. Tutaj trzeba podkreślić, że astrofizycy pod pojęciem „metal” rozumieją wszelkie pierwiastki o masie większej od wodoru i helu.
      Liczba neutrin zarejestrowanych przez Borexino wydaje się zgodna ze standardowym modelem przewidującym, że metaliczność jądra jest podobna do metaliczności powierzchni. To ważne spostrzeżenie, gdyż w ostatnim czasie pojawiało się coraz więcej badań kwestionujących taki model.
      Badania te sugerowały, że metaliczność jądra jest niższa niż powierzchni. A jako, że to skład pierwiastków decyduje o tempie przepływu energii z jądra, badania te sugerowały jednocześnie, że jądro jest nieco chłodniejsze niż sądzono. Jako, że proces, w którym powstają neutrina jest niezwykle wrażliwy na temperaturę, dane zarejestrowane przez Borexino wskazują raczej na starsze wartości temperatury, nie na te sugerowane przez nowe badania.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...