Neutrino brži od svetlosti

N eko od teoretičara je u šali rekao da eksperimentalnim fizičarima koji otkriju nove čestice ne treba davati nagrade već naplaćivati kazne . Neutron je "davno" pronađen i od tada ne prestaje biti premet istraživanja. Fascinira podatak da svake sekunde kroz naš organizam prođe oko hiljadu milijardi neutrina.

_______________________________

DODATAK :

Antonio Ereditato jednostavnim jezikom objašanjava šta je suština vesti koja je zainteresovala širu poplaciju, a ne samo naučnu.



__________________________________


J utros  je stigla još jedna informacija od italijanskih naučnika da se subatomska čestica neutrin, eksperimentalno dokazana 1956.godine,  kreće brzinom većom od brzine svetlosti.  Reč je o eksperimentima pod nazivom Opera  koji se već dve godine vrše na razdaljini na relaciji između   Ženeve (Cern) i italijanskog grada Gran Sasso  u Apeninima ( gde se nalazi podzemna labaratorija). Udaljenost je 730 kilometara. Kod proba je u ovih dve godine zabeleženo negde oko 16 000 "dolazaka" ( frakcija) neutrina pre nego što su  bili očekivani.  Neutrini se "šalju" iz akceleratora. Prilikom sudara visokoenergetski snopovi protona stvaraju se slobodne čestice od kojih se neke raspadaju u neutrine. Rezultati kompletnog  istraživanja će biti naknadno publicirani. 


GRAN SASSO ,
 vidi : 26 FOTOGRAFIJA napravljenih tokom eksperimenta Opera

 vidi :  TOUR VIRTUALE

 I zmerena razlika je mala i iznosi 60 nanosekundi, no ipak dovoljna da, u slučaju da se potvrdi, sruši ključni deo Ajnštajnove  teorije relativiteta  po kojoj se ništa u univerzumu ne kreće brže od svetlosti. ( nikako celu teoriju !! ) 
Ereditato Antonio, portparol eksperimenta,  napomenuo je u svojoj izjavi da su rezultati eksperimenta precizni, ali da se uprkos toj činjenici treba izvršiti njihova provera. Postoje dva mesta na kojima se informacija može proveriti  Fermilab kod  Chicaga i japanski Kamiokando neutrino detektor  čiji je učešće  upitno zbog nedavnih događanja na ovom području.

                                                        SUPER KAMIOKANDE

 

Superkamiokande detektor je napravljen za izučavanje neutrina sa sunca i onih koji se stvaraju u našoj atmosferi. Nalazi se 1000 metara ispod površine zemlje u Kamioka rudniku Mozumi. Cilindrične je strukture oko 40 metara visine da promerom od oko 40 metara. Ispunjen je sa 50.000 tona vode,okružen sa 11000 fotomultiplikatora ( vidi precizne podatke ) 1987.godine u eksploziji supernove udaljenoj 170 000 svetlosnih godina u Velikom Megalonovom oblaku emitovana je energija 1000 milijardi puta veća nego što sunce izrači  tokom jedne godine. Prema proračunima  tom prilikom je stiglo deset triliona neutrina od kojih je na ovom detektoru registrovano samo 12. 
  Svetlosni  signal je stigao nakon dva sata što je nedovoljna razlika da bi se utvrdilo da je  brzina neutrina kojom su se kretali veća od brzine svetlosti. ( fotogalerija )

FERMILAB

 
Fermilab je američki nacionalni istraživački centar koji je specijaliziran u istraživanjima visokih energija. Ustanovljen je 1967 u blizini Čikaga i nazvan je prema fizičaru Enricu Ferminiju. To je institut čiji je deo Tevatron, akcelerator  poput CERNa. U krugu Tevatrona  se sudaraju protoni i antiprotoni kod energije od  1,96 TeV (1 TeV = 10¹² elektronvolt). Sudari se mere u dva  detektora  DO i CDF. Pored ovog u Ferminablu se obavljaju i drugi eksperimenti.

Rezultati iz Fermilaba su u principu neprecizniji od evropskih, i prema naučnicima centra  nije izvesno da će se u skorije vreme stvoriti bolji eksperimentalni uslovi. Portparol Fermilaba Jenny Thomas, profesor fizike na Univerzitetu College u Londonu, je potvrdila potrebu provere evropskih rezultata, obzirom da  iskustva u Ferminablu ukazuju da je brzinu jako teško utvrditi. Interesantno je napomenuti da je 2007. tim ovog centra zabeležio veću brzinu  ali u procentima koje je smatrao dopuštenom pogreškom u eksperimentu. Novost je u Fermilabu naravno  dočekana sa  oduševljenjem.

                      VODEĆI  SVETSKI  CENTRI ZA ISTRAŽIVANJE NEUTRINA

Ni istraživači  koji su učestvovali u eksperimentu Opera ne kriju da su i sami iznenađeni. Kako navode novina neće promeniti način na koji živimo, već način razumevanja sveta oko nas. Anštajnova  premisa 186,282 miles per second (299,792 kilometers per second) je smatrana kosmički ograničenim kretanjem. Ako bi se opovrgla bio bi srušen jedan od temelja fizike što naravno predstavlja velik izazov ovoj nauci. To ne znači da bi cela Anštajnova teorija prestala da važi.!!!!
James Gillies portparol  iz Cerna je potvrdio da većina sumnja u rezultate a neki i u ishode provere.On je pozvao širu zajednicu fizičara da se prouči svaki i najmanji detalj. John Ellias, teoretski fizičar, takođe iz Cerna koji nije bio uključen u eksperimenat, isto napominje da je provera  neophodna zbog činjenice da je taj deo Anštajnove teorija ugrađen u skoro celu modernu fiziku.
 " Naravno da smo oduševljeni ako je informacija istinita, jer volimo kad se potresu temelji onoga u šta verujemo", izjavio je Brian Green, slavni fizičar sa Kolumbijsog univerziteta.

Z bog osobine da prolaze kroz materiju neutrini imaju važnu ulogu u istraživanju najudaljenijih delova svemira. Faktički jedino oni stižu iz oblasti u kojima se stvara energija. Neutrini bi mogli pomoći u objašnjenju asimetrije između materije i antimaterije. Na isti način nam daju podatke o
unutrašnjosti sunca i same zemlje.

______________________________________________________________

O neutrinima ....
Artur Klark,

Pesme daleke Zemlje

THE SONGS OF DISTANT EARTH
Arthur Clarke, 1986

2. MALI NEUTRALNI

Više od hiljadu godina kasnije jedan veliki istoričar nazvao je razdoblje od 1901. do 2000. "stolećem kada se sve dogodilo". Dodao je da bi se ljudi iz tog vremena složili sa njim - ali iz potpuno pogrešnih razloga.
Oni bi imali na umu, često uz opravdan ponos, eru naučnih dostignuća - osvajanje vazduha, oslobađanje atomske energije, otkriće osnovnih načela života, elektronsku i komunikacijsku revoluciju, začinjanje veštačke inteligencije i, najspektakularnije, istraživanje Sunčevog sistema i prvo spuštanje na Mesec. Ali kao što je istakao istoričar, u duhu gesla da su posle bitke svi generali pametni, čak ni jedan čovek od hiljadu uopšte nije čuo za otkriće koje je nadmašilo sva ova postignuća time što je zapretilo da ih učini potpuno nebitnim. Izgledalo je to podjednako bezopasno i beskrajno daleko od svih ljudskih poslova kao i zamagljena fotografska ploča u Bekerelovoj laboratoriji iz koje se, kroz samo petnaest godina, rascvetala plamena kugla nad Hirošimom. Štaviše, bio je to nuzproizvod istog istraživanja i počeo je isto tako bezazleno. Priroda je veoma pedantan računovođa, čije su knjige uvek ravnotežno usklađene

Fizičari su, stoga, bili veoma zbunjeni kada su otkrili izvesne nuklearne reakcije za koje se ispostavilo, pošto su sastavljeni svi delići mozaika, da u njima nešto nedostaje sa jedne strane jednačine.
Poput knjigovođe koji se maša u vlastiti džep da bi predupredio revizore da otkriju manjak, fizičari su bili prinuđeni da negde pronađu novu česticu. A da bi se manjak uistinu podmirio, posredi je morala da bude krajnje neobična čestica - bez mase i električnih naboja i tako fantastično prodorna da je mogla da prođe, bez i najmanje poteškoća, kroz olovni zid debeo milijarde kilometara.

Ova utvara dobila je nadimak 'neutrino' - neutron plus bambino. Izgledalo je da nema nade da će ikada biti registrovan jedan tako nepostojan entitet; ali, 1956. godine, zahvaljujući velikom majstorstvu instrumentacije, fizičari su uspeli da uhvate prvih nekoliko primeraka. Bio je to trenutak trijumfa i za teoretičare, čije su neverovatne jednačine na taj način bile potvrđene.
Ostatak sveta nije za to znao, niti je mario; ali tog trenutka otpočelo je odbrojavanje do sudnjeg časa.

4. TOKSIN

Niko nije čuo prvo brujanje Zemljinih pogrebnih zvona - čak ni naučnici koji su došli do tog fatalnog otkrića, duboko pod zemljom, u jednom napuštenom rudniku zlata u Koloradu.

Bio je to odvažan opit, nezamisliv pre sredine dvadesetog stoleća. Pošto je jednom neutrino otkriven, ubrzo je postalo jasno da je čovečanstvo dobilo novi prozor u svemir. Nešto tako prodorno da prolazi kroz celu planetu podjednako lako kao i svetlost kroz staklo moglo se iskoristiti da se pogledom pronikne u jezgra sunaca.
Naročito našeg Sunca. Astronomi su bili uvereni da razumeju reakcije koje Sunčevu pećnicu napajaju energijom, od koje je, u krajnjoj liniji, zavisio svekoliki život na Zemlji. Pri ogromnim pritiscima i temperaturama u Sunčevom jezgru vodonik se fuzionisao u heliljum u nizu reakcija pri kojima su se oslobađale ogromne količine energije. A kao slučajni nuzproizvod - i neutrini.Budući da za njih bilioni tona materije koja im se isprečila na putu nisu predstavljale ništa veću prepreku od kakvog pramena dima, ti solarni neutrini otiskivali su se sa mesta gde su nastajali brzinom svetlosti. Samo dve sekunde kasnije već bi se obreli u svemiru i stali da hitaju dalje. Uz put su mogli naići na mnoštvo zvezda i planeta, ali velika većina njih i dalje bi bila izvan zamke nesuštastvene utvare 'čvrste' materije kada bi se samo Vreme najzad okončalo.
Osam minuta pošto bi se ta bujica otisnula sa Sunca, jedan njen majušan deo prostrujao bi kroz Zemlju - a još znatno majušniji uspeli bi da uhvate naučnici u Koloradu. Oni su postavili svoju opremu na dubini većoj od jednog kilometra, koja je predstavljala filter za sve manje prodorne vrste zračenja, tako da su tu mogli da budu uhvaćeni jedino oni retki, istinski glasnici iz srca Sunca. Prebrojavanjem uhvaćenih neutrina naučnici su se nadali da će moći podrobno da prouče uslove koji vladaju na jednom mestu što je, kako je to lako mogao da dokaže bilo koji filozof, zauvek ostajalo nedostupno čovekovom znanju i osmatranju.

Eksperiment je uspeo; solarni neutrini su registrovani. Ali - bilo ih je premalo. Moralo je da ih bude tri ili četiri puta više nego što su to masivni uređaji uspeli da uhvate.

Očigledno, nešto je bilo pogrešno i tokom sedamdesetih godina. 'Slučaj nedostajućih neutrina' pretvorio se u krupan naučni skandal. Oprema je višestruko proveravana, teorije su temeljito pretresane, a i eksperiment je višestruko ponavljan - ali uvek sa istim, zbunjujućim ishodom.
Krajem dvadesetog stoleća astrofizičari su bili prinuđeni da prihvate jedan uznemirujući zaključak - iako u prvo vreme nikome nisu bile jasne sve njegove implikacije.

Sve je bilo u redu sa teorijom, baš kao i sa opremom. Nevolja je ležala unutar Sunca.
Prvi tajni susret u istoriji Međunarodne astronomske unije održan je 2008. godine u Aspenu, u saveznoj državi Kolorado - nedaleko od poprišta prvobitnog eksperimenta, koji je u međuvremenu ponovljen u još desetak zemlja. Nedelju dana kasnije u rukama svake vlade na Zemlji našao se Specijalni bilten MAU-a, broj 55/08, sa namerno neupadljivim naslovom: "Neke opaske o solarnim reakcijama". Moglo se pomisliti da će, kako je vest polako prodirala u javnost, objava Kraja Sveta izazvati izvesnu paniku. No, opšta reakcija bila je otupljenost i ćutanje - a potom sleganje ramenima i nastavljanje uobičajenih, svakodnevnih poslova.

Malo je koja vlada ikada gledala dalje od narednih izbora, a malo koji pojedinac dalje od životnog veka svojih unuka. Uostalom, možda su astronomi i pogrešili...
Iako je čovečanstvu izrečena smrtna presuda, datum pogubljenja još nije bio određen. Sunce se neće rasprsnuti još najmanje hiljadu godina; a ko je mogao sada da plače zbog četrnaestog narednog pokolenja?

Sudbury Neutrino Observatory detecting solar neutrinos animation from STFC e-Science on Vimeo.



arhiva

                                                              ASTRONOMIJA
                                                                FIZIKA