Deeltjes opnieuw sneller dan licht

[mohamed]

ANP/Redactie − 18/11/11, 09:49


Wetenschappers van de Europese Organisatie voor Kernonderzoek (CERN) hebben opnieuw vastgesteld dat een minuscuul deeltje, het zogenoemde neutrino, sneller gaat dan het licht. In september was CERN na een eerste experiment al tot die conclusie gekomen, maar stuitte daarbij op wereldwijde scepsis.

De ontdekking van CERN ondermijnt de relativiteitstheorie van Albert Einstein. Die ging ervan uit dat niets sneller kan gaan dan het licht: 300.000 kilometer per seconde.

-lees verder-

Wat vinden we hier van, onzin of een bedreiging voor de vermeende zekerheden waar de wetenschap op rust?

[Mortlach]

Wetenschappers van de Europese Organisatie voor Kernonderzoek (CERN) hebben opnieuw vastgesteld dat een minuscuul deeltje, het zogenoemde neutrino, sneller gaat dan het licht. In september was CERN na een eerste experiment al tot die conclusie gekomen, maar stuitte daarbij op wereldwijde scepsis.

De ontdekking van CERN ondermijnt de relativiteitstheorie van Albert Einstein. Die ging ervan uit dat niets sneller kan gaan dan het licht: 300.000 kilometer per seconde.

-lees verder-

Wat vinden we hier van, onzin of een bedreiging voor de vermeende zekerheden waar de wetenschap op rust?

Geen van beide, maar het is wel typisch dat je alleen deze twee keuzes geeft. Het is hardstikke interessant en is mogelijk een enorme doorbraak naar een beter begrip van de fundamenten van het universum. Wetenschap vindt zichzelf gewoon opnieuw uit in het licht van nieuwe gegevens. Einsteins relativiteitstheorie werkt, maar is niet compleet. Dat is niets nieuws.

Je hoeft je geen zorgen te maken dat de relativiteitstheorie aan de kant wordt gezet. Bedenk je dat we leerlingen op de middelbare school ook nog steeds Newtoniaanse mechanica leren (kracht, arm, impuls, F=ma, dat soort dingen). Newtons mechanica werkt goed genoeg om alles wat je op aarde kunt doen precies genoeg te beschrijven, maar ze is niet compleet in relativistische omstandigheden.

Ik las al dat een mogelijke verklaring voor dit probleem is dat de klokken aan het begin- en eindpunt van het meettraject niet even snel lopen, als gevolg van zwaartekrachtverschillen (een voorspelling van de relativiteitstheorie). Juist het feit dat het verschil zo klein is, doet hier wel aan denken. Als een neutrino nou 10% sneller ging, was het wat anders, maar dat is dus niet zo. Het verschil is procentpunten.

Ik ben benieuwd wat de resulaten zijn als ze die verklaring weten uit te sluiten.

[Mortlach]

Wat ook nog kan, al lijkt het me sterk dat de wetenschappers in kwestie dat over het hoofd hebben gezien, is dat ze zijn vergeten de relativistische effecten van de satellieten die ze gebruiken om de posities te bepaken mee te rekenen. Vanuit het referentiekader van de satelliet is het namelijk zo dat de niet de satelliet maar de aarde met 15.000 km per uur beweegt, genoeg om de relativiteitseffecten meetbaar te maken.

Relativiteitstheorie beschrijft hoe voorwerpen (en ruimte) zich gedraagt bij (hoge) snelheden. Voorwerpen worden zwaarder, klokken gaan langzamer lopen, en - en dit is hier belangrijk - lengteafstanden worden korter. Wat dit betekent is dat de 730 km die de neutrino's afleggen gezien vanuit de GPS-satellieten KORTER is dan de 730 km gezien vanaf de aarde.

Waar de lengte op Aarde 730 km is, kan het best zijn dat diezelfde lengte vanuit de satelliet maar 729,9 km is. (bij snelheden die lichtsnelheid naderen zijn de effecten vele malen drastischer.) Dat zou kunnen verklaren waarom de satelliet een 'onmogelijke' uitkomst geeft, omdat de neutrino vanuit dat referentiekader 100 meter minder heeft afgelegd.


Dat is het mooie en rare aan relativiteit. Stel we zitten allebei in een ruimteschip en we bewegen ten opzichte van elkaar. Het is niet te zeggen of ik stil sta en jij beweegt of andersom omdat er geen voorkeursreferentiekader is. Stel dat jij een meetlat van precies 1 meter lang bij je hebt en dat ik die van een afstand kan meten. Als het onderlinge snelheidsverschil maar groot genoeg is, en ik doe een meting, kan het zijn dat voor mij die meetlat 'maar' 75 cm is, of nog korter. Terwijl hij voor jou gewoon 1 meter is. Een voorwerp kan dus tegelijkertijd 1 meter lang en 75 centimeter lang
zijn.

Maar goed, ik zei al dat ik het me nauwelijks kan voorstellen dat het team dit effect over het hoofd heeft gezien, al zijn er al wel andere teams die hebben uitgerekend dat het verschil in uitkomst wel griezelig dicht bij het verschil komt dat ze hebben gemeten.

[mohamed]

Geen van beide, maar het is wel typisch dat je alleen deze twee keuzes geeft.

Ik verbied niemand om aan te vullen hoor, wat typisch is is dat jij altijd overal wat achter zoekt, want als er geen god bestaat zit er ook niks achter.

[Boekenlezer]

Wat ik opmerkelijk vind, is het volgende wat ik las:

In 1987 is de snelheid van neutrino’s ook gemeten. Die was toen exact gelijk aan de snelheid van het licht; in tegenstelling tot de meetresultaten die gisteren naar buiten kwamen.

Ook in 2007 werd gemeten dat neutrino’s sneller waren dan het licht, maar toen vielen de metingen nog binnen de foutmarge.

[Bron: RD]

Zo in de loop van de tijd is de snelheid van het neutrino iets toegenomen dus? Je zou geneigd zijn te zeggen: wat zich op een bepaald moment met een bepaalde snelheid kan bewegen, kan dat een paar decennia later ook. Je verwacht dan niet direct een afwijking.

[Mortlach]

Wat ik opmerkelijk vind, is het volgende wat ik las:

In 1987 is de snelheid van neutrino’s ook gemeten. Die was toen exact gelijk aan de snelheid van het licht; in tegenstelling tot de meetresultaten die gisteren naar buiten kwamen.

Ook in 2007 werd gemeten dat neutrino’s sneller waren dan het licht, maar toen vielen de metingen nog binnen de foutmarge.

[Bron: RD]

Zo in de loop van de tijd is de snelheid van het neutrino iets toegenomen dus? Je zou geneigd zijn te zeggen: wat zich op een bepaald moment met een bepaalde snelheid kan bewegen, kan dat een paar decennia later ook. Je verwacht dan niet direct een afwijking.

Het zou me dan ook hoogst verbazen als dat het antwoord zou zijn. Als ik zoiets zie, denk ik eerder aan een meetfout in een van de experimenten, en in de verbeteringen van de techniek, want die heeft natuurlijk de afgelopen 25 jaar ook niet stilgestaan.

[Mortlach]

Ik moet zeggen dat ze er bij het RD wel een beetje een potje van maken. Zo schrijft de auteur van het bovengenoemd artikeltje ook dit:


Dat is echter nog niet alles. Omdat Einsteins theorie samen met de formule E=mc2 een pijler vormt van de moderne natuurkunde, heeft deze ontdekking grote invloed op allerlei wetenschapsgebieden, die daaraan zijn gekoppeld.

Bijvoorbeeld radiologische dateringsmethoden van oude aardlagen en fossielen komen op de helling te staan. Mogelijk kunnen radioactieve deeltjes sneller vervallen dan tot op heden wordt aangenomen. Het gevolg kan zijn dat aardlagen veel jonger kunnen worden gedateerd dan de miljarden jaren die wetenschappers nu aannemen.

Buiten het feit dat de relativiteitstheorie zeer zeker niet een "pijler vormt van de moderne natuurkunde" - het is de laatste grote theorie van de klassieke natuurkunde, (klassiek: alles voor de kwantum mechanica. Modern: alles na kwantum mechanica) - is de link met radioactief verval wel minimaal.

Maar je hoort de auteur en de lezers alweer bijna handenwrijvend denken "zie je wel, die 6.000 jaar kan toch echt!"

Dan kan ik die mensen geruststellen, voor een fout van die orde van grote (de wetenschap zou er een MILJOEN keer naastzitten) is wel een wat grotere afwijking nodig dan gemeten lijkt te zijn. Daarbij, zou zo'n afwijking er ook voor zorgen dat de zon geexplodeerd zou moeten zijn. Nu zie ik hier in Ierland niet veel zon, maar ik geloof toch wel dat 'ie er nog is.

Voor het perspectief: de snelheid van de neutrino's lijkt 0,0025 procent sneller dan licht.

Het blijft leuke wetenschap maar laten we niet overhaaste conclusies trekken.

[RogierV]

Ik kan me niet voorstellen dat ze zo een fout gemaakt zouden hebben mortlach.

En idd schaamteloze inhaak van het RD. SChoenmaker blijf bij je leest.


Persoonlijk hoop ik dat we hier te maken hebben met een uiting van kwantum tunnel effecten.
En dan uiteindelijk ook een techniek om ons af te schermen van de gevolgen van de lichtbarriere. Proxima here we come!

[Mortlach]

Ik kan me niet voorstellen dat ze zo een fout gemaakt zouden hebben mortlach.

En idd schaamteloze inhaak van het RD. SChoenmaker blijf bij je leest.


Persoonlijk hoop ik dat we hier te maken hebben met een uiting van kwantum tunnel effecten.
En dan uiteindelijk ook een techniek om ons af te schermen van de gevolgen van de lichtbarriere. Proxima here we come!

Het is echter wel typisch hoe fundamentalistische (geen waarde-oordeel in dit geval) gelovigen op dit soort nieuws reageren. Het klinkt vaak door dat als er iets niet klopt in een theorie, alles direct moet worden geschrapt. Komt daaruit ook de houding voort dat de Bijbel geen 'fouten' kan bevatten? Want als er ook maar één ding fout is, zou je meteen de hele Bijbel moeten schrappen. Gelukkig werkt wetenschap niet vanuit die houding.

Zelfs als blijkt dat neutrino's inderdaad sneller (kunnen) gaan dan licht, dan verandert dat niets aan de effectiviteit van de relativiteitstheorie. Die theorie werkt gewoon en doet juiste voorspellingen over het gedrag van ruimte en tijd bij relativistische omstandigheden. Alleen het gebied waarin de theorie werkt wordt wat beperkt, maar dat is niets nieuws. Na ongeveer 100 jaar onderzoek en verbetering van de techniek komen we er misschien achter dat één van de aannames van Einstein niet (altijd) klopt. Als je je bedenkt dat er tussen Newton en Einstein ongeveer 250 jaar zit, ben ik best te spreken over de snelheid waarbinnen de 'fout' is ontdekt.

Het gebied waarbinnen Newtoniaanse mechanica werkt is genoeg om bijna alles binnen ons zonnestelsel te kunnen verklaren en berekenen. Scholieren van het middelbaar onderwijs leren gewoon Newtons bewegingswetten, ook al weten we dat ze op een bepaalde schaal niet kloppen. Maar relativistische natuurkundesommen onder aardse omstandigheden geven pas een ander antwoord bij het 18de getal achter de komma.

Voorbeeldje: Als je 20 km per uur fietst (5,5m per seconde) , en je gooit een bal naar recht naar voren met 20 km per uur. Hoe snel gaat de bal dan?

Volgens Newton:20 km/u + 20 km/u = 40 km/u. (11 meter per seconde)

Volgens Einstein: (5,5 + 5,5) gedeeld door (1 - ((5,5+5,5)/c^2)) = 11 / 1 -11/9*10^18) = 10,999,999,999,999,999,999,998 meter per seconde.

Niet echt een verschil wat de moeite waard is, lijkt me.


We wisten ook al dat relativiteit niet klopte, omdat die in tegenspraak is met de kwantum-mechanica. Dat weerhoudt de theorie er echter niet van juiste voorspellingen te doen over de vertraging van klokken in GPS-satellieten.


Het is wel allemaal razend interessant. Ik ben voornamelijk benieuwd of er ook andere deeltjes zich lenen voor dit experiment, maar zou zo gauw niet weten welke deeltjes dat zouden moeten zijn.

Er was een tijdje terug wel iets in het nieuws over een doorbraak in het onderzoek naar de aard van zwaartekracht, maar daar heb ik na die tijd helaas niets meer over gehoord.

[Mortlach]

Schop omhoog.

Het is stiekem een beetje een tegenvaller als het waar is, maar ze vermoeden nu dat het verschil te wijten is aan een slecht aangesloten stekkertje.

http://news.sciencemag.org/scienceinsid ... aster.html

Niets aan de hand dus. Relativiteit blijft gewoon intact en voorlopig kan er nog steeds niets sneller dan licht reizen.

[Sjaak84]

Wat ik opmerkelijk vind, is het volgende wat ik las:

In 1987 is de snelheid van neutrino’s ook gemeten. Die was toen exact gelijk aan de snelheid van het licht; in tegenstelling tot de meetresultaten die gisteren naar buiten kwamen.

Ook in 2007 werd gemeten dat neutrino’s sneller waren dan het licht, maar toen vielen de metingen nog binnen de foutmarge.[/list]

[Bron: RD]

Zo in de loop van de tijd is de snelheid van het neutrino iets toegenomen dus? Je zou geneigd zijn te zeggen: wat zich op een bepaald moment met een bepaalde snelheid kan bewegen, kan dat een paar decennia later ook. Je verwacht dan niet direct een afwijking.

Dat neutrino's sneller dan het licht gaan is alleen nog maar gemeten bij het CERN. Het zou me niks verbazen als er toch een fout gemaakt is. Eigenlijk moet de meting bij een andere deeltjesversneller gedaan worden dan die bij van het CERN.

--------------------------

En net na ik dit bericht heb gepost zie ik op nu.nl dat er vermoedelijk een fout is gemaakt

http://www.nu.nl/buitenland/2747531/neu ... licht.html

[elbert]

Het lijkt erop dat de fout is ontdekt:

Fout ontdekt in neutrino-proef

Europese onderzoekers hebben een technische fout ontdekt in het experiment waarvan de uitkomst was dat deeltjes sneller dan het licht gingen.

Afgelopen september maakte de Europese Organisatie voor Kernonderzoek (CERN) de resultaten bekend van een onderzoek waarbij neutrino's (minuscule deeltjes) van Genève ondergronds naar l 'Aquila werden gestuurd. De reis van 732 kilometer werd 60 nanoseconden sneller afgelegd dan het licht.

Wetenschappers in de hele wereld konden de resultaten nauwelijks geloven omdat daarmee de relativiteitstheorie van Albert Einstein onderuit werd gehaald. Die theorie gaat ervan uit dat niets sneller gaat dan het licht.
Glasvezelverbinding

Een woordvoerder van CERN maakte vandaag bekend dat wetenschappers een fout hebben ontdekt in het GPS-systeem dat de aankomst van de deeltjes registreert. De glasvezelverbinding tussen het GPS-systeem en de computer die de informatie opslaat, werkte niet goed.

CERN zal het neutrino-experiment dit jaar herhalen met een betere glasvezelverbinding. Dan moet blijken of de deeltjes zich gewoon aan de lichtsnelheid houden.

Zie bron.

[rai]

Het lijkt erop dat de fout is ontdekt:

Beetje raar bericht. Eerst zeggen ze dat ze weten waar de fout zit, en later zeggen ze dat doormiddel van een betere glasvezelverbinding, moet blijken of dat daadwerkelijk zo is.

[elbert]

Beetje raar bericht. Eerst zeggen ze dat ze weten waar de fout zit, en later zeggen ze dat doormiddel van een betere glasvezelverbinding, moet blijken of dat daadwerkelijk zo is.

Tja, ze moeten natuurlijk wel verifiëren of de gevonden fout echt de oorzaak is van de gevonden resultaten. Wordt vervolgd dus.

[RogierV]

Ik wist het.

Too good to be true.