И про нейтрино

Элементы.ру, «Эксперимент OPERA сообщает о наблюдении сверхсветовой скорости нейтрино»:

...во время знаменитой вспышки сверхновой SN1987A были зарегистрированы и нейтрино, которые пришли за несколько часов до светового импульса. Это не означает, что нейтрино шли быстрее света, а лишь отражает тот факт, что нейтрино излучаются на более раннем этапе коллапса ядра при вспышке сверхновой, чем свет1. Однако раз нейтрино и свет, проведя в пути 170 тысяч лет, не разошлись более, чем на несколько часов, значит, скорости у них очень близки и различаются не более чем на миллиардные доли. Эксперимент же OPERA показывает в тысячи раз более сильное расхождение2.

Тут, конечно, можно сказать, что нейтрино, рождающиеся при вспышках сверхновых, и нейтрино из ЦЕРНа сильно различаются по энергии (несколько десятков МэВ в сверхновых и 10–40 ГэВ в описываемом эксперименте), а скорость нейтрино меняется в зависимости от энергии. Но это изменение в данном случае работает в «неправильную» сторону: ведь чем выше энергия тахионов3, тем ближе их скорость должна быть к скорости света. Конечно, и тут можно придумать какую-то модификацию тахионной теории, в которой эта зависимость была бы совсем другой, но в таком случае придется уже обсуждать «дважды-гипотетическую» модель.

Далее, из множества экспериментальных данных по нейтринным осцилляциям4, полученным за последние годы, следует, что массы всех нейтрино отличаются друг от друга лишь на доли электронвольта. Если результат OPERA воспринимать как проявление сверхсветового движения нейтрино, то тогда величина квадрата массы хотя бы одного нейтрино будет порядка –(100 МэВ)² (отрицательный квадрат массы — это и есть математическое проявление того, что частица считается тахионом). Тогда придется признать, что все сорта нейтрино — тахионы и обладают примерно такой массой. С другой стороны, прямое измерение массы нейтрино в бета-распаде ядер трития показывает, что масса нейтрино (по модулю) не должна превышать 2 электронвольта. Иными словами, все эти данные согласовать друг с другом не удастся.

Вывод отсюда можно сделать такой: заявленный результат коллаборации OPERA трудно вместить в какие-либо, даже в самые экзотические теоретические модели.

Итог простой: скорее всего, данные окажутся обычной ошибкой эксперимента. Интересующиеся подробностями могут также ткнуть в ссылку, по ней есть как описание эксперимента, так и краткий экскурс в то, чем он грозит теорфизике, если окажется правдой (да не мучайте вы уже несчастного Эйнштейна, у него всё прекрасно, пока он с Планком не встречается!).

Ну и да, если вы не специалист в области, о которой пишут новость Reuters или РИАН, то прежде чем её серьёзно обсуждать, дождитесь что ли мнения специалистов.

————————
1 — нейтрино в сверхновых типа II излучаются в момент обрушения ядра звезды внутрь самого себя, но этот процесс обрушения происходит глубоко внутри звезды, никакого немедленого влияния на её внешний вид он не оказывает. Когда ядро сжимается до диаметра около 30 км, оно переходит в следующую стадию — нейтронной «капли», и сжатие резко останавливается; эта остановка порождает ударную волну, распространяющуюся из центра звезды к её поверхности. Ударная волна, подпитываемая излучением от схлопнувшегося ядра (конкретный процесс подпитки пока не очень ясен), проходя через звезду, сбрасывает её оболочки — и собственно вспышку в оптическом диапазоне мы видим, когда сбрасывается внешний слой; ударная волна не так уж быстра, поэтому между вспышкой нейтрино и оптической всегда будет заметная задержка.

2 — эксперимент OPERA якобы показывает расхождение 0,0025 %, что при расстоянии 170 тысяч световых лет дало бы разницу между нейтринным и оптическим всплесками больше 4 лет.

3 — тахион — гипотетическая частица, движущаяся быстрее скорости света. Экспериментально никаких намёков на её существование нет, но физики любят спорить «на слабо»: а вот слабо написать непротиворечивую теорию, в которой есть тахионы?! Подобных теорий практически в каждой области физики по три-пять штук, но правильной из них, как нетрудно догадаться, в итоге в лучшем случае оказывается одна.

4 — нейтринные осцилляции в физике элементарных частиц — это процессы самопроизвольного превращения одного сорта нейтрино в другой. Существование этого эффекта оказывается связано с существованием у нейтрино массы, поэтому из его наблюдений можно получить и оценку массы нейтрино.

Permalink

Добавить комментарий