Euroopa Tuumauuringute Organisatsiooni (CERN) uurimiskeskuse füüsikud avastasid katse käigus, et subatomaarsed osakesed võivad liikuda kiirusega, mis ületab valguse kiiruse.

Nagu teatatud, jõudis CERNist 732 kilomeetri kaugusel Itaalias Gran Sassos asuvasse maa-alusesse laborisse suunatud neutriinokiir sihtkohta mõni miljardik sekundit varem, kui oleks liikunud valguse kiirusel.

Kui katse andmed leiavad kinnitust, siis lükatakse ümber Einsteini relatiivsusteooria, mille kohaselt miski ei saa liikuda valgusest kiiremini.

Teaduslike andmete põhjal ületasid neutriinokiired seda kuuekümne nanosekundi võrra, mis on vastuolus postulaadiga, et elementaarosakesed ei saa liikuda kiiremini kui valguse kiirus.

Venemaa BBC rääkis katse tulemustest Londoni ülikooli kolledži füüsikaprofessori Ruben Saakyaniga.

BBC: Töötasite Gran Sasso laboris ja olete ilmselt OPERA eksperimendiga väga tuttav.

Ruben Saakyan: “Lahkusin Gran Sasso laborist rohkem kui kümme aastat tagasi, kui OPERA alles algas. Tegemist on eksperimendiga, mis tegeleb sellise nähtuse otsimisega nagu neutriinode võnkumine ehk üht tüüpi neutriino muutumine teiseks.

Neutriinod on põhiosakesed, nn universumi ehitusplokid. Neil on mitmeid huvitavaid omadusi, sealhulgas ühelt tüübilt teisele vahetamine. OPERA eksperiment on mõeldud selle probleemi uurimiseks.

See tulemus (andmed, et neutriinod liiguvad kiiremini kui valgus) oli selle katse kõrvalsaadus.

BBC: Kas teadlaste esitatud tulemused on veenvad?

RS: Avaldatud tulemused näivad veenvad. Eksperimentaalteaduses on tulemuse usaldusväärsus numbriline, see tähendab, et teie mõõtmine peab mõõtmise vea ületama vähemalt viis korda. Ja siin on kõrgus kuuekordne.

Teisest küljest on need keerukad mõõtmised, kaasatud on palju elemente ja igas etapis on palju vigu. Seetõttu tuleb sellele läheneda terve skeptilisusega. Autorite kiituseks tuleb öelda, et nad ei selgita tulemust, vaid annavad lihtsalt teada katse käigus saadud andmetest.

BBC: kuidas maailma teadusringkond nendele andmetele reageeris?

"Üks võimalik mudel valgusest kiiremaks reisimiseks on lisamõõtmete olemasolu ruumis."

RS: Maailma üldsus vastas terve skeptilisuse ja isegi konservatiivsusega. See on tõsine eksperiment ja mitte populistlik avaldus.

Kui see teave osutub tõeseks, on tagajärjed liiga tõsised, et neid oleks lihtne mõista.

Meie põhilised arusaamad maailmast muutuvad. Nüüd ootavad inimesed katse süstemaatiliste vigade edasist avaldamist ja, mis kõige tähtsam, sõltumatute katsete andmeid.

BBC: Mida näiteks?

On olemas Ameerika MIINUS-katse, mis võib neid mõõtmisi kinnitada. See sarnaneb paljuski OPERAga. Kiirendis tekib neutriinode kiir, mis seejärel saadetakse maa-alusesse laborisse, mis asub seitsmesaja kolmekümne kilomeetri kaugusel. Mõõtmise olemus on väga lihtne. Teate oma allika ja detektori vahelist kaugust ning mõõdate aega, mis kulus selle kohalejõudmiseks. Nii määrate kiiruse.

Kurat peidab end detailides. MIINUS tegi sarnase mõõtmise juba neli aastat tagasi, kuid siis olid nende mõõdetud kogus ja viga võrreldavad. Nende peamine probleem oli see, et neil polnud täpset vahemaad.

Nende seitsmesaja kolmekümne kilomeetri mõõtmine allika ja detektori vahel absoluutse täpsusega on keeruline, kuid OPERA eksperiment on viimasel ajal suutnud seda teha geodeetiliste meetoditega paarikümne sentimeetri täpsusega. MIINUS peab proovima sama teha ja siis saab selle katse andmeid kontrollida.

BBC: Kui eksperimendi tulemus kinnitatakse, siis millist mõju avaldab see traditsioonilistele arusaamadele maailmast?

RS: Kui see kinnitatakse, on tulemus väga märkimisväärne. Nüüd on kaks teooriat, mis seletavad kogu meid ümbritsevat maailma teaduslikust vaatenurgast. See puudutab mikromaailma kvantteooriat ja Einsteini relatiivsusteooriat.

Katse tulemus (neutriinod liiguvad valguse kiirust ületava kiirusega) on otseses vastuolus Einsteini relatiivsusteooriaga, mis väidab, et igal hetkel on valguse kiirus konstantne ja miski ei saa seda ületada.

Sellel on tohutul hulgal peadpööritavaid tagajärgi, eelkõige ajas rändamise võimalus (osakeste puhul).

BBC: Kuidas saate seletada, et neutriino võib liikuda kiiremini kui valgus?

RS: Üks võimalik mudel valgusest kiiremaks reisimiseks on teised mõõtmed ruumis. Võib-olla on koos meile teadaolevate kolme dimensiooniga (pluss aeg) olemas neljas, viies, kuues jne, mida me ei näe. Ja võib-olla võib neutriino oma ainulaadsete omaduste tõttu hüpata, justkui lõikaks nende mõõtmete vahelisi nurki.

Kujutage ette, kuidas sipelgas ronib õuna otsa. Tema jaoks on maailm kahemõõtmeline. Seetõttu võib õuna lõunapoolusest põhja poole jõudmine võtta üsna kaua aega. Kuid ussi jaoks, kes suudab õuna läbida, on olemas kolmas mõõde ja tänu sellele jõuab ta sinna palju kiiremini.

See on üks võimalik seletus ja kui see tõeks osutub, on see suur asi. Praktilistest kasutusvõimalustest rääkides, võib-olla leiame kaugemas tulevikus tee, mis võimaldab hüpata hüperruumi.

Kuid ma tahaksin julgustada tervet skeptitsismi. Nende tulemuste tagajärjed on nii tõsised, et hoolimata meie suurest austusest teadlaste vastu, kes seda raporteerisid, ei saa me veel väita, mida oleme avastanud, mida oleme kinnitanud ja mis meie arvates tegelikult nii on.