خانه | دانش و فن‌آوری

ذراتی سریع‌تر از نور

پنجشنبه, 1390-07-28 21:56
نسخه قابل چاپنسخه قابل چاپ
ناتالی والشوور (Natalie Walcover) و لیزا گراسمن (Lisa Grossman)
ناتالی والشوور و لیزا گراسمن- سه هفته پیش، تیمی از دانشمندان ایتالیایی اعلام کردند که موفق به کشف ذراتی شده‌اند که با نقض ریشه‌ای‌ترین قوانین فیزیک جدید، سرعتی فراتر از سرعت نور را به نمایش گذاشته‌اند. از آن پس، آزمایش این دانشمندان مورد هجمه منتقدان فراوانی قرار گرفت. فیزیکدانان مدعی بودند که معایبی را در روشی که این گروه به‌منظور ثبت سرعت نوترینوها به کار بسته پیدا کرده‌اند و می‌گفتند با احتساب این معایب، سرعت نوترینوهای فراری به حد قابل توجهی افت خواهد کرد.
 
پژوهشگرانی که آزمایش OPERA را به ثمر رسانده بودند، اما هنوز بر عقیده خود که موفق به کشف نوترینوهایی در فاصله سوئیس تا ایتالیا با سرعتی 1.000025 برابر سرعت نور شده‌اند، ایستاده‌اند و جامعه علمی را هم به بررسی دقیق یافته‌های‌شان فراخوانده‌اند. این تمام اتفاقی است که تاکنون افتاده است. یعنی نمونه‌ای کاملاً معمولی از آزمایش‌های علمی در شرف وقوع است که گاهی متمایل به وفاق جمعی می‌شود و گاهی هم مایه مباحثات فراوان. بحث و جدل فعلی، مشتمل بر رایزنی‌هایی مابین دانشمندان OPERA و رونالد فن البورگ از دانشگاه گرونینگن هلند هم می‌شود.
 
البورگ، در مقاله‌ای که نسخه پیش‌نویس آن به‌تازگی در وب‌سایت arXiv.org انتشار یافته، مدعی شده است که دانشمندان ایتالیایی، این نکته را مد نظر قرار نداده‌اند که ماهواره‌هایی از سامانه GPS را که به‌‌عنوان زمان‌سنج استفاده می‌کردند، حرکت هم می‌کنند. اگر آنها سرعت ماهواره‌ها را با درنظرگرفتن معادلات نسبیت خاص اینشتین محاسبه می‌کردند، سرعت نوترینوها را با عددی فراتر از سرعت نور به دست نمی‌آوردند.
 
دانشمندان OPERA، ساعت مستقر بر ماهواره‌های GPS را به‌منظور زمان‌بندی خروج نوترینوها از آزمایشگاه CERN در شهر ژنو سوئیس و رسیدن‌شان به آزمایشگاه ملی گران‌ساسو در نزدیکی شهر رم ایتالیا که در حدود 721.5 کیلومتر از هم فاصله دارند استفاده کردند. همانگونه هم که همه می‌دانند، آنها متوجه شدند این نوترینوها در حدود 60 نانوثانیه پیش از زمان مورد نیاز برای رسیدن یک پرتو نوری به مقصد رسیده‌اند. اما فن البورگ مدعی است که زمان‌سنجی این تیم اشتباه بوده است؛ چراکه ساعت GPS، در مدار غرب به شرق‌اش از فراز CERN و گران‌ساسو می‌گذشته که تقریباً به موازات خط واصل غربی- شرقی این دو منطقه هم به‌شمار می‌رفته که با این حساب، بر اساس اصول نسبیت خاص، مکان ساعت در مقایسه با دو آزمایشگاه زمینی در حال تغییر بوده است. وقتی سیگنال‌های رادیویی ماهواره‌های GPS در هر دو منطقه به‌منظور زمان‌سنجی اوقات خروج و دخول نوترینوها مورد ارزیابی قرار می‌گرفتند، دانشمندان OPERA می‌بایستی زمانی که این سیگنال در راه بوده را از نتایج تحقیقات‌شان کم می‌کردند. فن البورگ مدعی است که آن‌ها محاسبات درستی از فاصله‌ها صورت نداده‌اند، چراکه تاثیرات نسبیتی کاهش فاصله ناشی از حرکت ساعت ماهواره‌های GPS را در نظر نگرفته‌اند.
 
اگر آن‌ها تصحیحات مد نظر را به زمان خروج نوترینوها از CERN اعمال می‌کردند، آنگاه زمان خروج این ذرات از مبداء حرکت‌شان را 32 نانوثانیه زودتر حساب می‌کردند و به همین ترتیب اگر این تاثیرات را بر زمان‌سنجی ورود نوترینوها به گران‌ساسو هم اعمال می‌کردند، آنگاه ورود ذرات به مقصد، 32 نانوثانیه دیرتر حساب می‌شد. اگر این تغییرات را جمع بزنیم، مدت حرکت نوترینوها در واقع 64 نانوثانیه طولانی‌تر از آن چیزی است که دانشمندان این آزمایش گمان می‌کنند و به این ترتیب این ذرات حتی چهار نانوثانیه هم از نور عقب افتاده‌ بودند.
 
تیم OPERA پاسخ فن البورگ را داده است. پاسکال میگلیوزی، سخنگوی این تیم می‌گوید: "نویسنده مقاله (فن البورگ) در واقع نسبیت خاص را مد نظر قرار نداده، بلکه تلاش کرده تا سرعت ماهواره را با سرعت سیگنال‌های رادیویی مقایسه کند که در این‌صورت این مسئله جایی در نسبیت خاص نخواهد داشت."
 
فن البورگ اما مدعی است که میگلیوزی منظور او را دقیقاً متوجه نشده است: "من سرعت‌ها را دستکاری نکرده‌ام، اما دو فاصله را در یک چارچوب مرجع لحاظ کرده‌ام." چهارچوب مرجع را می‌توان چشم‌انداز یک جسم متحرک تعریف کرد که در این مورد همان ماهواره‌های GPS هستند.
 
میگلیوزی هم در قالب دفاعیه‌ای گفته است: "نویسنده نمی‌داند که تصحیحات نسبیتی، در ماهواره‌های GPS عملاً لحاظ شده‌اند." فن البورگ هم در واکنش به این حرف اعلام کرده که مشغول بازبینی داده‌هاست و به‌زودی نتایج آن را منتشر خواهد کرد.
 
با این وجود عمیق‌ترین چالش پیش روی دانشمندان OPERA، توسط شلدون گلاشو (برنده سابق جایزه نوبل فیزیک) و همکارش اندرو کوهن از دانشگاه بوستون ایجاد شده است. نشریه علمی Physical Review Letters، چندین هفته پیش اعلام کرد که مقاله گلاشو و همکارش را برای انتشار پذیرفته و بدین‌ترتیب نخستین نشریه‌ای شده که به انتقادات نظری مربوط به آزمایش OPERA پرداخته است.
 
کوهن و گلاشو در این مقاله نشان داده‌اند اگر نوترینوها بتوانند از سرعت نور فراتر بروند، آنگاه اصولاً بایستی یک جفت الکترون- پوزیترون را طی فرآیندی موسوم به گسیل تابش چرنکوف از خود آزاد کنند که چیزی شبیه شکستن دیوار صوتی است. هر جفت الکترون- پوزیترون، بخش اعظمی از انرژی هر نوترینو را تخلیه می‌کنند و بدین‌ترتیب انرژی‌شان نبایستی اصولاً فراتر از 12 گیگاالکترون‌ولت برود، اما در آزمایش OPERA، دانشمندان چندین نوترینو با انرژی بیش از 40 گیگاالکترون‌ولت را تشخیص داده بودند.
 
حمله دیگری که به نتایج این آزمایش شده از این واقعیت نشئت گرفته که نوترینوها، همیشه با نیروی ضعیف هسته‌ای، هم‌پیوند با ذرات زیراتمی دیگری شامل الکترون‌ها، موئون‌ها و ذرات تاو هستند. به‌همین خاطر هیچ نوترینویی نمی‌تواند از سرعت نور فراتر برود، مگر اینکه الکترون‌ها هم بروند؛ هرچند که الکترون‌ها نیازی به حرکت با چنین سرعتی ندارند، اما به‌هرحال گیان گیودایس، از فیزیکدانان CERN و همکارانش حساب کرده‌اند اگر یک الکترون به میزان یک واحد در یکصدمیلیون، از سرعت نور بیشتر حرکت کند (یعنی مقداری که در چهارچوب دقت آزمایش OPERA محسوب می‌شود)، آنگاه چه اتفاقی خواهد افتاد؟ چنین الکترون‌هایی، مخروطی از تابش چرنکوف از خود گسیل خواهند کرد که آزمایش‌ها، این فلاش نوری را تشخیص نداده‌اند.
 
CERN درنظر دارد اشعه نوترینویی جدیدی را به‌همین منظور در بوته آزمایش بگذارد، اما در نتایج اولیه، حسگر دیگری در آزمایشگاه گران‌ساسو هیچ نشانی از صحت فرضیه شکستن دیوار نوری را به تأیید نرسانده است. آزمایش دیگری موسوم به ICARUS (مخفف تصویربرداری از سیگنال‌های کیهانی و کمیاب زیرزمینی)، از سال گذشته مشغول دریافت نوترینوهای شلیک‌شده در CERN بوده است. از میان بیش از 100 اشعه نوترینویی دریافتی از CERN، مسئولان ICARUS هیچ نشانی از وجود ذرات سریع‌تر از نور پیدا نکرده‌اند و ضمناً هیچ نشانی از گسیل تابش چرنکوف را هم که کوهن و گلاشو پیش‌بینی‌ کرده بودند، نیافته‌اند.
 
با این حال هنوز پرونده OPERA مختومه نیست. ایگنات آنتونیادیس، از فیزیکدانان CERN می‌گوید: «فعلاً هیچ پاسخی نداریم، اما این بدین‌معنی نیست که هیچ پاسخی وجود ندارد.»
 
منابع: msnbc و NewScientist
 
در همین زمینه:
 
 توضیح تصویر:

آزمایشگاه ملی گران‌ساسو وابسته به انیستیتو فیزیک هسته‌ای ایتالیا، واقع در عمق تقریباً 1.5 کیلومتری کوه گران‌ساسو در 60 کیلومتری شهر رم. منبع:   Paolo Lombardi INFN-MI

Share this
Share/Save/Bookmark

مورد هجمه قرار گرفت؟!

امام سادق در اورت الشهدا این مطلب را نوشته بدین شرح است.
ر،زی خدمت آن حضرت رسیدم ایشان در حال تهرید بود، گفتم ای پس بنی هاشم چه تهرید می کنی؟ فرمود، بیا در میان انشتان پای من بنگر، وقتی نگاه کردم انزال نازل شد، با سرعتی عجیب که بدنم را نوری سبز فراگرفت، ترسید، حضرت فرمودند نترس که این همان راه بهشت است که من به تو روححانیون پیرو خودم نشان میدهم. صواب دنیا و آخرت در میان پاهای من است. دوباره فرد بیا ، تا چند لحظه ای را با هم باشیم و این باید برود تا سید خمینی و سید خراسانی تا جلوه کنند در سرعت انزال. و خدا لعنت کند روغگو را، حضرت فرمود!

دبیر محترم وبسایت در تایید کامنتها دقت نمی فرمایید؟

ارسال کردن دیدگاه جدید

محتویات این فیلد به صورت شخصی نگهداری می شود و در محلی از سایت نمایش داده نمی شود.

نظر شما پس از تایید دبیر وب‌سایت منتشر می‌شود.

لطفا به زبان فارسی کامنت بگذارید.
برای نوشتن به زبان فارسی می توانید از ادیتور زمانه استفاده کنید.

کامنتهایی که حاوی اتهام، توهین و یا حمله شخصی باشد هرز محسوب می شود و
منتشر نخواهد شد.

 

لینک به ادیتور زمانه:         

برای عبور از سد فیلترینگ

پرونده ۱۳۹۱ / چشم‌انداز ۱۳۹۲

مشخصات تازه دریافت برنامه های رادیو زمانه  از ماهواره:

ماهواره  :Eutelsat

هفت درجه شرقی

پولاریزاسیون افقی 

سیمبول ریت ۲۲

فرکانس ۱۰۷۲۱مگاهرتز

همیاران ما