CERN tvrdi da je detektor OPERA u Italiji ulovio čestice brže od svetlosti
Piše: Slobodan Bubnjević
Da li je Ajnštajnova teorija relativnosti netačna? Nakon izvesnih nagoveštaja i vesti koje su prošle nedelje prenošene sa nevericom, u petak je u živoj video-konferenciji Evropske laboratorije za nuklearna istraživanja (CERN) zvanično saopšteno šokantno otkriće čije se posledice po nauku u ovom trenutku teško mogu i zamisliti – da postoje subatomske čestice koje putuju brže od svetlosti.
Prema jednom od dva postulata teorije relativnosti, brzina svetlosti je najveća moguća brzina u univerzumu. Međutim, sasvim neočekivano, u eksperimentu koji zajedno izvode CERN i italijanska laboratorija Gran Saso snimljena su neutrina kako putuju brzinom nešto većom od one za koju fizičari već pun vek veruju da je nedostižna. Brzina svetlosti u vakuumu iznosi 299.792,5 km/s, dok su neutrina ulovljena u prekoračenju brzine pri, za fiziku XX veka nemogućih, 299.798,5 km/s (što je brže za šest kilometara u sekundi).
No, takvi efekti ipak mogu biti posledica nekakve instrumentalne greške samog detektora ili kakvog sporednog uticaja, pa je odluka CERN-a da svoje rezultate suprostavi Ajnštajnu u najmanju ruku hrabra, jer bi eventualni obrt, koji bi pokazao da rezultati nisu verodostojni, trajno ugrozio relevantnost najveće evropske laboratorije. Sa druge strane, ako se pokaže da je detektor OPERA ulovio čestice koje su iz CERN-a, ispod Alpa, ispaljene brzinom većom od svetlosti, biće to kraj fizike kakvu poznajemo, ali će se zato otvoriti vrata za nova, milione vredna istraživanja.
PREKORAČENJE BRZINE
Sudeći po radu koji je objavljen na arxiv.org, rezultat je dobijen na osnovu 15.000 merenja brzine neutrina na detektoru OPERA u Italiji. „S obzirom na potencijalno veliki uticaj ovog otkrića na fiziku, ovo nas motiviše da nastavimo naše istraživanje kako bismo pronašli neke zasad nepoznate sistematske efekte“, oprezno je rekao doktor Antonio Ereditato, koji je ispred svog tima novinarima saopštio vest o neutrinima bržim od svetlosti. On je otvoreno pozvao sve druge laboratorije da provere njihove rezultate.
No, brojni naučnici, jednako kao i mediji, bili su u šoku nakon same najave ovog otkrića, dok je jedan broj fizičara ostao pri tome da je tu ipak reč o grešci. Britanski fizičar Džim el Kalili izjavio je da će, ako je OPERA zaista ulovila čestice brže od svetlosti, pojesti svoje gaće uživo na televiziji. „Mi smo uporno tražili greške – trivijalne greške, komplikovanije greške, ali nismo ih našli“, obrazložio je nalaze svog tima doktor Ereditato.
Neutrina su elementarne čestice bez naelektrisanja, leptoni koji ne reaguju u električnom i magnetnom polju i mogu da pređu ogromna rastojanja. Mogu da nastanu u nuklearnim procesima, uglavnom na zvezdama, kao i pri eksplozijama supernova, a fizičari ih već decenijama love u brojnim detektorima širom sveta. Standardni model poznaje tri vrste neutrina: mionski, elektronski i tau neutrino.
U ovom eksperimentu su korišćeni mionski neutrini koji su proizvedeni i ubrzani u CERN-u, kod Ženeve u Švajcarskoj. Neutrini su, potom, iz CERN-a ispaljivani kroz zemlju na put dug 730 kilometara, da bi nakon oko 2,4 milisekunde putovanja bili uhvaćeni u detektoru laboratorije Gran Saso, u centralnoj Italiji. Ovde je izgrađen detektor OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), koji je tokom poslednje tri godine lovio neutrina upućena iz CERN-a.
No, nakon 15.000 registrovanih neutrina postalo je jasno da ona stižu malčice prebrzo – oko 60 milijarditih delova sekunde ranije. Kako tvrde u CERN-u, rezultati hvatanja neutrina na OPERI su dobijeni sa velikom statističkom sigurnošću, a moguća greška nije veća od 10 milijarditih delova sekunde, tako da je tim naučnika prošle nedelje obelodanio rad u kome trvde da je njihov detektor ulovio čestice brže od svetlosti.
NOVA FIZIKA
Može li teorija relativnosti zaista „pasti“ jednako kao što je svojevremeno bila oborena Njutnova teorija klasične mehanike? Naime, Albert Ajnšatjn je svoju specijalnu teoriju objavio 1905. godine na temelju višegodišnjih merenja u kojima su fizičari, tragajući za etrom, ustanovili da ne mogu izmeriti brzinu veću od brzine svetlosti. U njoj je izneo zaključke koji su zauvek izmenili tok nauke.
S obzirom na to da su zaključci Ajnštajnove teorije za to doba bili iznenađujući, ona je od početka bila predmet stalnih provera. Na hiljade laika je, uglavnom zato što teoriju nisu ni razumeli, pokušalo da ospori Ajnštajna, ali je teorija odolela ne samo njima nego praktično i svim eksperimentima gde je stavljena na egzaktnu proveru. Ali, sve bi se možda moglo promeniti nakon ovog otkrića.
Svakako, da se može reći kako je Ajnštajnov postulat o najvećoj brzini netačan, biće neophodno da u nekoj drugoj laboratoriji dođe bar do još jedne, nezavisne potvrde koja se može ponoviti na bilo kom mestu na svetu. Takav nalaz u suštini neće značiti da su svi oni eksperimenti koji su Ajnštajnovu teoriju potvrdili bili netačni, već da je sama teorija važila u nekoj vrsti „organičenog“ domena. Šta će važiti izvan njega? To će biti predmet neke nove fizike koja tek treba da se uspostavi.
Prve spekulacije već idu ka tome da bi se moglo pokazati kako su međugalaktička putovanja moguća, kao i da je možda moguće putovati kroz vreme, zatim ka svemiru sa mnogo više dimenzija, ali i ka sasvim nezamislivim fizikama gde se prvo dešavaju posledice, a potom uzroci. Svakako, treba biti izuzetno oprezan, ali ako se rezulati pokažu tačnim, biće to kraj načina razmišljanja o svetu koji je iznedrio XX vek i koji je imao dramatičan uticaj ne samo na nauku već i na kulturu, umetnost i tehnologiju. Na kraju, i na naš svakodnevni život.