Bewegen sommige neutrino’s sneller dan het licht?

Share Button

Metingen van het CERN lijken er op te wijzen dat een bundel neutrino’s ongeveer een veertigduizendste deel sneller dan het licht beweegt. Klopt deze meting? En stel dat deze meting klopt, wat zijn dan de gevolgen voor de natuurkunde (en dus de wereld) die we kennen?

Sterk overdreven tekening van de proefopstelling. De neutrinobundel raast door meer dan 700 km massieve rots richting Gran Sasso.

Sterk overdreven tekening van de proefopstelling. De neutrinobundel raast door meer dan 700 km massieve rots richting Gran Sasso.

Wat zijn  neutrino’s?
Neutrino’s zijn spookachtige deeltjes die al tachtig jaar bekend zijn, maar deeltjesfysici nog steeds tot wanhoop brengen. Geen wonder. Ze zijn zeer lastig waar te nemen omdat ze nauwelijks met andere materie reageren. Ze kunnen alleen via de ‘zwakke’ wisselwerking (wij nemen die vooral waar als radioactiviteit) invloed uitoefenen op andere materie. Dit is ook de manier waarop neutrinodetectoren functioneren. Ze stellen vast of er spontane kernreacties van een bepaalde, met het neutrino in kwestie samenhangende soort optreden.

Kloppen de waarnemingen?
De onderzoekers van het CERN, misschien wel het grootste natuurkundelab ter wereld, en hun collega’s van het neutrinolab LNGS, meer dan 1300 meter onder de granietberg Gran Sasso op 120 km afstand van Rome, zijn niet over één nacht ijs gegaan. Gedurende meer dan een jaar hebben ze de uiterste moeite genomen de onverwachte resultaten van hun experiment keer na keer na te lopen. Geen wonder. LNGS kwam al eerder met controversieel nieuws, de mogelijke ontdekking van donkere materie, dus ligt stevig onder vuur van concullega’s uit andere delen van de wereld die graag systematische fouten aantonen. Die andere ontdekking, gedaan in een ander Gran Sasso experiment (DAMA/LIBRA), is overigens bevestigd door de Amerikaanse neutrinodetector CoGENT in de Soudan zoutmijn in Minnesota. Kortom: de waarnemingen kloppen waarschijnlijk. Als er al een fout is, dan zal deze dus onverwacht zijn of een subtiel karakter hebben.

OPERA
De waarnemingen werden verricht in de detector OPERA, een 1300 ton wegende verzameling van rond de 150 000  ‘bakstenen’ bestaande uit laagjes lood, afgewisseld met een fotografische emulsie, die geregeld worden gecontroleerd op deeltjessporen. In OPERA is ook foton-detectieapparatuur aanwezig. OPERA is speciaal geconfigureerd om tau-neutrino’s op te sporen. Dit zijn neutrino’s die vrijkomen als bij een kernreactie een tauon vrijkomt of uit elkaar valt. Het tauon is een zeer zwaar en zeer instabiel ‘neefje’ van het elektron dat alleen in uiterst zeldzame kernreacties wordt geproduceerd. Tau-neutrino’s zijn daarom veel zeldzamer dan elektron- of muon neutrino’s. (Het muon is een minder instabiel en minder zwaar deeltje dan het tauon en neemt dus een soort tussenpositie in.) Neutrino’s vertonen echter een merkwaardige eigenschap. Ze ‘oscilleren’ tussen de elektrontoestand, muontoestand- en tauontoestand. Hoe precies, wordt op dit moment nog onderzocht. Dit is de reden dat het OPERA experiment loopt.

Sneller dan het licht
In de loop van drie jaar werden ongeveer 16 000 muon-neutrino’s, afkomstig van het CERN, waargenomen. In het CERN worden protonen met iets minder dan de lichtsnelheid op een blok grafiet afgevuurd. De proefopstelling is zo gekozen dat de botsingsproducten, pionen en kaonen, naar het zuiden reizen. Als deze uiteenvallen komen de gewenste neutrino’s vrij. Op het moment dat de neutrino’s werden geproduceerd in het CERN, reizen ze met ongeveer de lichtsnelheid richting Gran Sasso. Enkele van deze neutrino’s komen in de neutrino deeltjesdetector onder de Gran Sasso terecht. Door middel van atoomklokken zijn de tijden in het Gran Sasso lab en het CERN exact op elkaar afgestemd, dus kan de verstreken tijd tot op tien nanoseconden precies worden vastgesteld. Hierbij werd geconstateerd dat de neutrino’s zestig nanoseconden eerder arriveerden dan als ze met de lichtsnelheid waren gereisd. Dit is ongeveer een veertigduizendste maal sneller dan het licht. Dit is de eerste keer in de geschiedenis van  de natuurkunde dat er iets sneller dan het licht is gemeten. Helaas ligt ArXiv er op dit moment uit (overbelasting) dus kan ik het exacte artikel niet downloaden. Afgaande op indirecte informatie is een oordeel lastig, maar ik ben geneigd deze waarnemingen te geloven en als voorlopig eerste conclusie te trekken, dat neutrino’s, het “deeltje waar niemand om gevraagd heeft”, wel eens iets te maken zouden kunnen hebben met het causale weefsel van ruimtetijd zelf. Met andere woorden: onder meer betrokken zijn bij het produceren van de lichtsnelheid als fysische beperking.

Kloppen de waarnemingen wel?
Volgens een Groningse onderzoeker hebben de onderzoekers in het CERN een cruciale fout gemaakt. Bij het experiment wordt een atoomklok aan boord van een GPS-satelliet gebruikt om de tijd exact te meten.
Ze hielden volgens Ronald van Elburg echter geen rekening met de eigenbeweging van de GPS-satelliet waarmee de tijdmetingen werden gesynchroniseerd. De satelliet beweegt van noordwest naar zuidoost in een hoek van 55 graden met de evenaar, ongeveer het traject dat ook de neutrino’s volgen. Hierdoor lijkt voor de satelliet de afstand tussen beide laboratoria iets korter: de welbekende Lorentzcontractie. Door deze eigenbeweging ontstaat precies het tijdverschil van zestig nanoseconden dat wetenschappers hoofdbrekens bezorgt, aldus van Elburg.

Zijn punt is overtuigend. Aan de andere kant ligt dit wel erg voor de hand. Zouden ze hier geen rekening mee hebben gehouden? Wordt vervolgd.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

16 reacties

  1. devon schreef:

    Dat van sneller dan het licht geloof ik niet en als het zo zou zijn om terug in de tijd te reizen waar is dat voor nodig ik bedoel dood gaan we allemaal wel eens een keer

    • moerstaal schreef:

      Of de neutrino’s hebben een kortere route genomen…

    • Milan schreef:

      Dat het niet nodig is betekend niet dat het niet kan. Bovendien kan met het teruggaan in tijd meer worden gedaan dan dat wij met onze menselijke wil zouden proberen. Zo zou eventueel de expansie van de kosmos verklaard kunnen worden, de versnelling blijft oplopen. Die neutrino’s zouden in deze situatie weleens zo versneld zijn, zoveel sneller dan het licht dat zij terugvallen in de cirkel, om vanaf een middelpunt van een stelsel opnieuw de expansie voort te zetten. Bij het verlaten van het middelpunt neemt de snelheid weer toe tot het door het ruimte-tijds fabricage heen valt. ofwel een oneindige oploop van het universaire stelsel. Tot elk deeltje zover van elkaar vandaan is dat chemische bindingen, creëren van elementen, onstaan van sterren en planeten onmogelijk wordt.
      Of voor positief gebruik voor ons menselijke ras, mochten wij een mogelijkheid creëren om zonder aantrekkingskracht door de lichtbarriere heen te vliegen, kunnen wij het begin der tijden meemaken. Of de grote vragen achter ons bestaan te zien achterhalen, zo kunnen wij (valse) beloften en feiten, (on)werkelijkheden achter religies of overtuigingen, de gehele geschiedenis leren zoals het werkelijk gegaan is.
      Wij kunnen onszelf met dit soort technologie zover brengen dat vragen niet langer gesteld hoeven te worden omdat wij leven in het antwoord.

      Maar mijn mening is dat de vraag zelf het antwoord is.
      Wij moeten trachten te bereiken zover mogelijk te komen als wij onzelf kunnen brengen, maar wel in het goede voor mens en aard. (en bij ruimtelijke kolonisatie uiteraard ook het goede voor andere planeten).
      Graag reis ik door de tijd om sommige vragen uit te sluiten of te beantwoorden.
      Maar wel in de hoop dat meer vragen volgen.
      Die zoektocht is hetgeen wat mijn leven de moeite geeft, het zoeken naar kennis, naar genot, het zoeken naar liefde, het zoeken naar echte vriendschap. Maar bovenal, de zoektocht naar de volgende vraag.

  2. Citizen X schreef:

    Als leek zijnde (wat overigens niet altijd een nadeel hoeft te zijn vanwege onbevooroordeelde kijk op zaken), denk ik dat de lichtsnelheid , waarvan Einstein gewoon maar aannam dat niets sneller kon gaan, dus niet de grootst mogelijke “snelheid” in het universum zou moeten zijn.
    Het Bohr-Einstein debat kan opnieuw beginnen. Als deeltjes entanglement bestaat is informatieoverdracht met snelheden boven de lichtsnelheid dus mogelijk.
    Dit is geloof ik al aangetoond.
    Volgens mij staan de 4 grote eenheden zoals energie, massa, ruimte en tijd allemaal op een fundamentele manier met elkaar in verband. Energie en massa is al bekend met de bekendste Einstein formule (E=Mc2).
    Tijd en Ruimte worden meer als secundaire voorwaarden gezien waar energie en massa hun spel kunnen spelen, maar zijn zelf ook relatief. Zeer veel massa (gecondenseerde energie vervormt de ruimte, en zeer veel energie vervormt de tijd.
    Een neutrino vliegt ongehinderd door een granieten berg, en ook door de tijd. Blijkbaar worden andere, niet-neutino deeltjes WEL door iets gehinderd, waardoor ze niet over die lichtsnelheids-limiet kunnen komen. Volgens mij zijn dat hun entangelde anti-deeltjes (zelfs als deze zich in een ander universum (of paralel universum) of zelf als deze zich bevinden in een zwart gat.
    Conclusie: neutrinos hebben geen anti-deeltjes, die hun hinderen.
    Alle andere deeltjes wel.
    Helderzienden krijgen ook informatie uit de toekomst. Dit op zich is met de huidige natuurwetten niet te verklaren. Toch bestaat het.
    De fysica is er nog lang niet, en heeft nog een lange weg te gaan.
    Ik denk als alle raadselen van het universum door de mens (of kunstmatige intelligentie) zijn opgelost, het universum zichzelf als het ware doorgrond heeft, dit het einde zal zijn (en tevens een nieuw begin.
    *aanhalingstekens, haakjes en cursief naar smaak aan het bovenstaande toevoegen*
    Zo, en dan nu een Bavaria…

  3. A. Vandersloot schreef:

    De relativiteitstheorie van Einstein wordt algemeen beschouwd als een sterk staaltje van intellectueel kunnen. En dat is het ook. De fysica steunt sindsdien op deze theorie.
    Nu begint het na vele proeven en heel veel rekenen door te dringen dat deze tot nog toe onwrikbare theorie wel eens niet sluitend zou kunnen zijn. Einstein zelf wist dat wel, daarom was hij aan het einde van zijn leven vaak ook zo onredelijk en kwaad op anderen. Gewoon omdat hij intuïtief wist dat er nog iets moest zijn waar hij niet bij kon. Hij kon het niet te pakken krijgen en is gestorven in de wetenschap dat hij niet had kunnen vinden wat hij zocht.
    Wat hebben de fysici nú waargenomen? Vanuit de lilaca is bekend, dat er lila materiedeeltjes in het universum zijn, die duizenden malen sneller gaan dan het licht. Dit neutrino is een lila materiedeeltje dat in zijn eenheid van snelheid in een zeer vertraagd tempo liet zien dat het er was. Fysici zijn verbijsterd en bij het bekend maken van de bevindingen is de wereld geschokt. Want als de relativiteitstheorie niet klopt, kunnen er meer dingen niet kloppen.
    Verbijstering en ongeloof slaat toe in de wereld van de fysica, maar ook in de vele aanverwante wetenschappen.
    Hier blijkt dat het mentaal van de mens zich een wereld heeft opgebouwd met zekerheden omtrent de materie, die nu in één klap te niet wordt gedaan.
    Want als de relativiteitstheorie wankelt, wat dan te beginnen?

  4. a.vrijlant schreef:

    “Vanuit de lilaca is bekend, dat er lila materiedeeltjes in het universum zijn, die duizenden malen sneller gaan dan het licht. Dit neutrino is een lila materiedeeltje dat in zijn eenheid van snelheid in een zeer vertraagd tempo liet zien dat het er was.”

    Voor veel mensen zullen deze zinnen erg onbekend en belachelijk klinken, omdat lilaca nog geheel onbekend is in de wereld.
    Het zal duidelijk moeten zijn, dat het lila geen kleur is maar een materiële stof die sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw onderdeel is van alle materie die er bestaat. Het is een ver doorontwikkelde materiële stof die in het gehele evolutieproces het eindpunt betekent van alle evolutie. Waarom? Omdat deze lila materie over ongekende vermogens beschikt, die de mensheid nog niet heeft ontwikkeld in zijn eigen lichaamsmaterie.
    Eén van deze lila vermogens van deze lila materie is, dat ze een snelheid heeft die vele malen sneller kan zijn dan het licht maar tevens ook trager. Dit is de eenheid van snelheid die heel erg begeerlijk zou kunnen zijn voor een mens, omdat dit vele perspectieven opent voor de toekomst.

    • Jasper schreef:

      Lilaca is iets spiritueels en niet wetenschappelijk.
      Zonder je te willen aanvallen is er vanuit wetenschappelijk perspectief onzin want er is niets maar dan ook niet bewezen over materiedeeltjes die sneller bewegen dan het licht.

      • Milan schreef:

        It just happened :P. Maar er zijn vrij geloofbare theoriën dat Neutrino’s geen massa zouden hebben en dus eigenlijk geen materie vormen. Dit zou het lichtelijk verklaren, maar het blijft een onmogelijke in ons ”huidige leersysteem”.

        Ik heb trouwens geen flauw benul wat een Lilaca is hoor, zal er later deze week wat meer over opzoeken.

  5. Roelof schreef:

    Het zou kunnen dat deze neutrino’s de ruimte krommen en ze een soort wormgat produceren. er ontstaat dan een zwartgat en het deeltje verdwijnt terwijl het weer uit een witgat tevoorschijn komt. dit in een oneindige cyclus. Op die manier omzeilt het misschien de relativiteits-theorie en kan het sneller dan het licht. In dit geval blijft de theorie kloppen.

  6. Gea schreef:

    Zou het kunnen dat de deeltjes onder de grond sneller gaan omdat daar geen tegenwerking is van de aantrekkingskrachten van verschillende planeten en andere sterrenstelsels?Het is maar een brainwave.

  7. Egbert Kruize schreef:

    Hoe wel ik de mening ben dat alles veel sneller zal kunnen en tijd niet bestaat, afstand ook maar relatief is, denk ik toch dat hier een vergissing wordt gemaakt.
    Wanneer u schaatst met een snelheid van 20 km/h en gooit dan de sneeuwbal, die u al in de hand had, met kracht vooruit, dan gaat de sneeuwbal een kort moment sneller dan de gooier. Slechts een kort moment, voor het gooien ging de bal niet sneller en na het gooien gaat de sneeuwbal een kort moment sneller.
    Op het moment van deze proef was alles normaal, tijdens de start bleef het even normaal tot er tijdens de reis een kernreactie er voor zorgde dat de Neutrino’s vrijkwamen en hun snelheid er bij optelden. Bij een juiste meting was waarschijnlijk geconstateerd dat niet alle Neutrino’s tegelijk aankwamen maar dat er onderling nog verschil in zat.

  8. Dick van Putten schreef:

    Ik volg de berichtgeving met buitengewone interesse. Ik ben geen fysicus, maar een doodgewone econoom.
    Fysici zijn al heel lang bezig om een universele theorie te formuleren waarin alle bestaand krachten passen. Zeg maar het integreren van de kwantumfysica en de relativiteitstheorie. Dit is tot nu toe niet gelukt.
    Zou dat komen omdat er toch een fout zit in de bovengrens van de lichtsnelheid?
    Ik bedoel dat niets sneller kan dan de snelheid van het licht in vacuüm niet klopt.

  9. Jos van der Lee schreef:

    Van huis uit ben ik ’n techneut, maar wel met brede wetenschappelijke interesse.
    Ik stel me hierbij vragen:
    Als we nou eens een “theorethische lichtsnelheid” aannemen ? (daarbij staat “de tijd” stil dus)
    Zou het licht zoals wij het kennen met de lichtsnelheid in vacuum dan iets onder die
    “theorethische lichtsnelheid” liggen ?
    En de neutrino’s nog iets dichter bij die “theoretische lichtsnelheid” ?
    Dan hoeft er niet veel aan de relativiteits theorie te veranderen.
    Wel zou er ’n totaal nieuw inzicht ontstaan in wat b.v. fotonen zijn !

  10. Barry schreef:

    Wat interessant is om te bedenken bij dit onderwerp is dat verschillende soorten deeltjes zich kunnen verstrengelen met andere deeltjes. In theorie zou het dus kunnen dat neutrino´s zich kwantumvertrengelen met lichtfotonen. In een ander artikel heb ik al aangetoond via een link naar een wetenschappelijk artikel dat de meest bekend staande bovengrens van de lichtsnelheid al doorbroken is door kwantumverstrengeld licht. Het is bijzonder moeilijk wegens de zwakke kernkracht om neutrino´s te vangen, mocht dit in de toekomst toch lukken en ze zouden neutrino´s meer energie kunnen meegeven dan de lichtfoton dan zou de lichtfoton als eerste verdwijnen en de neutrino zou dan sneller dan het licht reizen. Wat nog veel interresanter is, is dan dat dmv kwantumteleportatie (wat nu nog in de kinderschoenen staat) mensen geteleporteerd kunnen worden met een hogere snelheid dan de snelheid van het licht. Dit levert een mooie paradox op. Als je een heel mens (in de vorm van informatie, verstopt in licht) kwantumteleporteerd, zou die persoon dan geteleporteerd kunnen worden naar een punt dat hij zichzelf kan zien en ziet dat hij geteleporteerd wordt?

    Nu heb ik op een ander artikel ook al gezegd dat het woord kwantumteleportatie niet het correcte woord is hiervoor maar laten we het maar even simpel houden.

    Mischien is dit wel weer iets leuks voor Germen om eens een artikel over te schrijven, stel de hele aardbol komt in gevaar omdat de zon dreigt Nova te worden, zou het dan (in theorie) mogelijk kunnen zijn om de hele aardbol te verstrengelen en ergens anders weer op te bouwen? In de praktijk zal dat natuurlijk niet kunnen, we zullen op onze aardbol nooit genoeg energie kunnen produceren om de hele aardbol te veranderen in 1 grote kluwen kwantumverstrengeling in de vorm van een sterke laserbeam…maar…het is wel grappig om erover na te denken dat wij een laserbeam ergens naar toe sturen en dat wij zelfs eerder ergens aan kunnen komen dan dat de laserbeam er gearriveerd is. Kan je het nog volgen? :)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger