Мировые средства массовой информации обнародовали 23 сентября сенсационное сообщение об эксперименте, проведенном международной группой физиков. Из него следует, что скорость элементарной частицы нейтрино может быть выше скорости света – а это нарушает самые основы современных физических теорий. Научное сообщество, да и сами ученые, проводившие эксперимент, предполагают, что в его ходе была допущена ошибка, но пока найти ее не удалось.
Речь идет об эксперименте по изучению свойств нейтрино, который проводила исследовательская группа Европейского центра ядерных исследований (CERN). Луч нейтрино из ускорителя частиц, расположенного в лаборатории близ швейцарского города Женева, направлялся в лабораторию в Италии, находившуюся на расстоянии 732 километров. В ходе эксперимента ученые заметили, что, согласно полученным данным, поток нейтрино преодолевал расстояние быстрее, чем это проделал бы свет, распространяющийся со скоростью 299792 километра в секунду. Разница, правда, составляла крошечную долю секунды – если точнее, ее 60-миллиардную часть. Чтобы проверить этот поразительный результат, ученые провели 15 тысяч экспериментов, пока не набрали статистически необходимое количество данных.
Мировое научное сообщество встретило новость со скепсисом, да и сами ученые, проводившие эксперимент, подчеркивают, что не готовы настаивать на открытии – поскольку оно находится в противоречии со специальной теорией относительности Альберта Эйнштена, являющейся одной из основ современной теоретической физики. Ученые из исследовательской группы предполагают, что сенсационные результаты могли стать следствием некой системной ошибки. Но сами обнаружить ошибку они не сумели и опубликовали свои данные, чтобы мировое научное сообщество могло проверить их и провести независимые эксперименты.
Как заявил в интервью Радио Свобода/Свободная Европа представитель CERN Джеймс Джиллис, в сообществе физиков есть общее согласие, что причиной сенсационного результата должна быть ошибка в том, как эксперимент был организован, или в том, как использовалось оборудование, или в методе анализа данных:
– Подобные вещи в науке случаются довольно часто. Эксперимент дает измерения, которые выглядят необычно, и первое, что вы делаете, это говорите "не верю". Затем вы пытаетесь проверить экспериментальный аппарат, анализ, технику эксперимента и так далее. Обычно вы находите некое "приземленное" объяснение – и непонятный результат снимается. Но иногда не находите. Именно это произошло сейчас. Группа, анализировавшая данные, очень старалась найти объяснение, но не смогла. Так что следующий шаг – передать их для исследования более широкому кругу физиков, занимающихся элементарными частицами. Так сейчас и делается.
Теория относительности выдерживала проверку временем почти столетие, и не потому, что люди не проверяли ее. Они проверяли. Проводили эксперименты, измерения, и до сих пор не было указаний, что что-то может превысить этот предел скорости. Нынешние данные идут вразрез с очень многим, сделанным прежде. Это не значит, что они неверны. Но в научном сообществе есть стойкое убеждение, что этому должно существовать другое объяснение, – говорит Джеймс Джиллис.
Ученые из лаборатории Fermilab в американском городе Чикаго уже начали изучать результаты CERN. В 2007 году в этой лаборатории были получены подобные результаты о превышении нейтрино скорости света, но те результаты находились в пределах статистической погрешности. Джеймс Джиллис считает, что проверка и перепроверка результатов займет многие месяцы.
О теории относительности, эксперименте с нейтрино и потрясениях фундаментальных физических теорий – научный обозреватель Радио Свобода Александр Сергеев:
– Существует две теории относительности – специальная и общая. Специальная – это новая механика, пришедшая на смену механике Ньютона (общая – гораздо более хитрая вещь). Так вот, что касается специальной теории относительности, которая утверждает, что скорость света является предельной, по этому поводу в научном сообществе – среди более или менее признанных ученых – никаких сомнений нет. Эта теория, как это иногда говорят, уже "инженерная теория", на ней основана электроника, она пронизывает весь наш технический мир. Если бы она была неверна, всё здание современной физики обрушилось бы. Поэтому практически никто из специалистов в превышение скорости света не верит.
Но нынешний сенсационный результат получен достаточно респектабельной группой на детекторе OPERA. Превышение скорости света, которое они зарегистрировали, очень небольшое - 60 наносекунд на пути в 700 километров. Если бы они ошиблись в измерении расстояния на 20 метров, то весь результат пошел был насмарку. То есть представляете себе – это как расстояние от Москвы до Питера измерить с точностью до 20 метров. Но современная техника это позволяет. Они провели абгрейт оборудования, привязались к спутникам GPS, измерили все с высокой точностью и даже показали, что во время небольшого землетрясения у них был зарегистрирован сдвиг, детекторы разошлись на насколько сантиметров. Они очень тщательно проверили всю систему регистрации времени и так далее… И получили вот эти 60 наносекунд, на которые вроде бы нейтрино в среднем (не каждое нейтрино, а в среднем) опережают положенный график.
Что с этим можно делать? В науке бывает такое, что кто-то получает результат, противоречащий теории. И этот результат вовсе не сразу опровергает теорию. Его нужно еще подтвердить в ходе многочисленных экспериментов и проверок. Потому что люди говорят, что вроде бы проверили все, о чем могли догадаться, – но вдруг они до чего-то не догадались? Все же то, что какая-то конкретная группа ученых (даже очень компетентных) где-то сделала ошибку, более вероятно, чем то, что сотни тысяч физиков сто лет везде совершают фундаментальную ошибку.
Как говорил великий популяризатор науки Карл Саган, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств. Мы пока имеем одно достаточно веское суждение о том, что какая-то аномалия есть. Надо ждать новых экспериментов. Ведь современные эксперименты в области физики высоких энергий чрезвычайно сложно устроены: там очень много уровней косвенности измерений – то есть вы не сразу получаете результат, а должны интерпретировать интерпретации интерпретаций. Поэтому вполне возможно, что на каком-то этапе допущена ошибка. Это самое вероятное.
Этот и другие материалы читайте на странице информационной программы "Время Свободы".
Речь идет об эксперименте по изучению свойств нейтрино, который проводила исследовательская группа Европейского центра ядерных исследований (CERN). Луч нейтрино из ускорителя частиц, расположенного в лаборатории близ швейцарского города Женева, направлялся в лабораторию в Италии, находившуюся на расстоянии 732 километров. В ходе эксперимента ученые заметили, что, согласно полученным данным, поток нейтрино преодолевал расстояние быстрее, чем это проделал бы свет, распространяющийся со скоростью 299792 километра в секунду. Разница, правда, составляла крошечную долю секунды – если точнее, ее 60-миллиардную часть. Чтобы проверить этот поразительный результат, ученые провели 15 тысяч экспериментов, пока не набрали статистически необходимое количество данных.
Мировое научное сообщество встретило новость со скепсисом, да и сами ученые, проводившие эксперимент, подчеркивают, что не готовы настаивать на открытии – поскольку оно находится в противоречии со специальной теорией относительности Альберта Эйнштена, являющейся одной из основ современной теоретической физики. Ученые из исследовательской группы предполагают, что сенсационные результаты могли стать следствием некой системной ошибки. Но сами обнаружить ошибку они не сумели и опубликовали свои данные, чтобы мировое научное сообщество могло проверить их и провести независимые эксперименты.
Как заявил в интервью Радио Свобода/Свободная Европа представитель CERN Джеймс Джиллис, в сообществе физиков есть общее согласие, что причиной сенсационного результата должна быть ошибка в том, как эксперимент был организован, или в том, как использовалось оборудование, или в методе анализа данных:
– Подобные вещи в науке случаются довольно часто. Эксперимент дает измерения, которые выглядят необычно, и первое, что вы делаете, это говорите "не верю". Затем вы пытаетесь проверить экспериментальный аппарат, анализ, технику эксперимента и так далее. Обычно вы находите некое "приземленное" объяснение – и непонятный результат снимается. Но иногда не находите. Именно это произошло сейчас. Группа, анализировавшая данные, очень старалась найти объяснение, но не смогла. Так что следующий шаг – передать их для исследования более широкому кругу физиков, занимающихся элементарными частицами. Так сейчас и делается.
Теория относительности выдерживала проверку временем почти столетие, и не потому, что люди не проверяли ее. Они проверяли. Проводили эксперименты, измерения, и до сих пор не было указаний, что что-то может превысить этот предел скорости. Нынешние данные идут вразрез с очень многим, сделанным прежде. Это не значит, что они неверны. Но в научном сообществе есть стойкое убеждение, что этому должно существовать другое объяснение, – говорит Джеймс Джиллис.
Ученые из лаборатории Fermilab в американском городе Чикаго уже начали изучать результаты CERN. В 2007 году в этой лаборатории были получены подобные результаты о превышении нейтрино скорости света, но те результаты находились в пределах статистической погрешности. Джеймс Джиллис считает, что проверка и перепроверка результатов займет многие месяцы.
О теории относительности, эксперименте с нейтрино и потрясениях фундаментальных физических теорий – научный обозреватель Радио Свобода Александр Сергеев:
– Существует две теории относительности – специальная и общая. Специальная – это новая механика, пришедшая на смену механике Ньютона (общая – гораздо более хитрая вещь). Так вот, что касается специальной теории относительности, которая утверждает, что скорость света является предельной, по этому поводу в научном сообществе – среди более или менее признанных ученых – никаких сомнений нет. Эта теория, как это иногда говорят, уже "инженерная теория", на ней основана электроника, она пронизывает весь наш технический мир. Если бы она была неверна, всё здание современной физики обрушилось бы. Поэтому практически никто из специалистов в превышение скорости света не верит.
Но нынешний сенсационный результат получен достаточно респектабельной группой на детекторе OPERA. Превышение скорости света, которое они зарегистрировали, очень небольшое - 60 наносекунд на пути в 700 километров. Если бы они ошиблись в измерении расстояния на 20 метров, то весь результат пошел был насмарку. То есть представляете себе – это как расстояние от Москвы до Питера измерить с точностью до 20 метров. Но современная техника это позволяет. Они провели абгрейт оборудования, привязались к спутникам GPS, измерили все с высокой точностью и даже показали, что во время небольшого землетрясения у них был зарегистрирован сдвиг, детекторы разошлись на насколько сантиметров. Они очень тщательно проверили всю систему регистрации времени и так далее… И получили вот эти 60 наносекунд, на которые вроде бы нейтрино в среднем (не каждое нейтрино, а в среднем) опережают положенный график.
Что с этим можно делать? В науке бывает такое, что кто-то получает результат, противоречащий теории. И этот результат вовсе не сразу опровергает теорию. Его нужно еще подтвердить в ходе многочисленных экспериментов и проверок. Потому что люди говорят, что вроде бы проверили все, о чем могли догадаться, – но вдруг они до чего-то не догадались? Все же то, что какая-то конкретная группа ученых (даже очень компетентных) где-то сделала ошибку, более вероятно, чем то, что сотни тысяч физиков сто лет везде совершают фундаментальную ошибку.
Как говорил великий популяризатор науки Карл Саган, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств. Мы пока имеем одно достаточно веское суждение о том, что какая-то аномалия есть. Надо ждать новых экспериментов. Ведь современные эксперименты в области физики высоких энергий чрезвычайно сложно устроены: там очень много уровней косвенности измерений – то есть вы не сразу получаете результат, а должны интерпретировать интерпретации интерпретаций. Поэтому вполне возможно, что на каком-то этапе допущена ошибка. Это самое вероятное.
Этот и другие материалы читайте на странице информационной программы "Время Свободы".
