Färdas neutriner snabbare än ljuset?

Bild av solen i "neutrinoljus"
Publicerad 2011-09-23

I dagens Expressen presenteras en nyhet att forskare vid världens största fysiklaboratorium CERN i Genève kan ha gjort en omvälvande upptäckt: en partikel – en så kallad neutrino – som färdas snabbare än ljusets hastighet.
Man måste dock göra genomgående vetenskapliga granskningar innan man kan säga att det verkligen förhåller sig så. Det konstaterar Tommy Ohlsson, professor i teoretisk fysik på KTH.

Enligt Einsteins speciella relativitetsteori kan ingenting färdas snabbare än ljuset och påvisas något sådant fenomen måste våra fysiska teorier revideras, påpekar Tommy Ohlsson, professor i teoretisk fysik på KTH, med anledning av den nya upptäckten från CERN med neutriner snabbare än ljuset. Han förhåller sig dock skeptisk till dess att noggranna vetenskapliga granskningar har gjorts.

– Jag tycker att det är för tidigt att säga att det verkligen är så att man har påvisat att neutrinerna färdas snabbare än ljuset. Experimentet måste granskas vetenskapligt i detalj; man måste vara säker på både statistiska och framförallt systematiska felkällor och man bör oberoende reproducera experimentet vid någon annan anläggning, säger Tommy Ohlsson.

Neutriner är så kallade elementarpartiklar, som är elektriskt oladdade – och de interagerar väldigt sällan med andra partiklar och annan materia. Det innebär att man behöver mycket stora instrument för att överhuvudtaget kunna observera dem. Neutrinerna produceras bland annat i atmosfären, i solen, vid kärnkraftverk och vid acceleratorer, konstaterar han.

– Man brukar säga att cirka 70 miljarder neutriner går genom ens egen tumnagel per sekund, vilket visar hur frekventa neutriner är och hur väldigt sällan de interagerar – vi märker dem inte, säger Tommy Ohlsson.

Vid experimentet vid CERN – som kallas OPERA-experimentet – försöker man göra mätningar där man vill påvisa att så kallade tauneutriner uppstår från en stråle av myonneutriner, berättar han.

– En myonneutrinoståle skickas från CERN i Genève, Schweiz till en detektor i Gran Sasso i Italien cirka 730 kilometer bort, där man mäter neutrinerna, säger Tommy Ohlsson.

En schematisk skiss över OPERA-experimentet

Förutom detta smakbyte har man nu också uppmätt att neutrinernas hastighet skulle kunna vara högre än ljusets hastighet.

– Enligt Einsteins speciella relativistetsteori kan ingenting färdas snabbare än ljusets hastighet och partiklar med sådan hastighet skulle betyda att fysikaliska teorier skulle behöva modifieras. Hypotetiska partiklar som färdas snabbare än ljusets hastighet kallas för tachyoner, vilka har imaginär massa, och man har hittills inte kunnat påvisa några sådana, säger Tommy Ohlsson.

OPERA-detektorn

Resultaten från OPERA-experimentet, som publicerades idag på arXiv.org, säger att den relativa hastigheten är (v-c)/c = [2.48 +/- 0.28 (stat.) +/- 0.30 (syst.)] x 10^(-5), där v är neutrinernas hastighet och c är ljusets hastighet.

– Det skulle betyda att man har en så kallad 6 sigma*-effekt att neutrinerna färdas snabbare än ljuset. Tidigare resultat från MINOS-experimentet från 2007 går i samma riktning, men har inte samma statistiska underlag och neutrinerna har en annan energi. I sin artikel säger OPERA-samarbetet att de måste fortsätta att undersöka eventuella okända systematiska effekter som kan förklara den observerade anomalin och de har medvetet inte försökt att göra någon teoretisk eller fenomenologisk tolkning av resultaten, säger Tommy Ohlsson.

Tommy Ohlsson citerades i ett telegram i Vetenskapsradion i morse.

Läs artikeln om upptäckten i Expressen – med intervju med Tommy Ohlsson.

Läs mer om OPERA-samarbetet på deras webbplats.

Läs mer om MINOS-samarbetet på deras webbplats.

Läs mer om Tommy Ohlsson och hans forskargrupp på deras webbplats.

* Inom statistiken står sigma för standardavvikelse. Standardavvikelse är en beteckning på spridning i en skattning av en parameter. 6 sigma innebär (under antagandet att hastigheten är lika med c) att ett experiment av 500 miljoner tänkta experiment förväntas ge en lika stor avvikelse eller större.

Håkan Soold

Till sidans topp