CERN meet deeltje met snelheid hoger dan licht

Wetenschappers bij CERN hebben mogelijk de relativiteitstheorie op losse schroeven gezet nu tijdens een proef een neutrino een afstand sneller dan het licht heeft afgelegd. Dit zou volgens natuurkundige theorieën niet mogelijk moeten zijn.

Voor de test werden neutrino's 730 kilometer door de aarde geschoten van Genève naar een lab in Italië, waarbij de neutrino's de afstand 60 nanoseconden sneller aflegden dan het licht, zo meldt CERN tegen persbureau AP.

Volgens de wetenschappers gaat het om een statistisch significant verschil, maar roepen ze wel collega's op om de resultaten te valideren. Het bekende Fermilab in Chicago zou soortgelijke experimenten uit kunnen voeren, en is daardoor een kandidaat voor herhalingsexperimenten met neutrinos.

De meeste wetenschappers houden het voor onmogelijk dat deeltjes sneller dan het licht kunnen reizen. Onder andere Albert Einstein hield bij zijn beroemde formule E=mc² rekening met het feit dat sneller reizen dan fotonen, de deeltjes van licht, niet mogelijk is. Mochten de resultaten van het CERN worden bevestigd, dan betekent dat dat vele natuurkundige theorieën aangepast moeten worden.

CERN is met name bekend van de Large Hadron Collider, een lange buis waarmee op hoge snelheid deeltjes worden afgeschoten en tegen elkaar worden gebotst. Hiermee hopen wetenschappers het Higgs-boson-deeltje te vinden, die moet verklaren waarom deeltjes massa hebben.

Neutrino's hebben eigenschappen die lijken op dat van elektronen. Zo hebben de deeltjes bijna geen massa, maar hebben ze - in tegenstelling tot elektronen - een neutrale lading. Het was al langer bekend dat neutrinos dichtbij de snelheid van het licht kunnen komen.

Reacties (458)

[databit]

De onderzoeksgroep heeft zojuist besloten het experiment openbaar te maken (originele pdf en een mirror).

[Reactie gewijzigd door databit op 26 juli 2024 23:26]

[Mathijs1]

Voor de volledigheid:

Lichtdeeltjes (fotonen) doen er 2.435ms over om een afstand van 730km te overbruggen. De lichtsnelheid zoals deze bekend is en de meetapparatuur die hiervoor gebruikt wordt, is meer dan nauwkeurig genoeg om een afwijking van 0.0025 % ((60ns/2.435ms)*100) te detecteren. Als je bedenkt hoe groot de lichtsnelheid is en hoe kort deze tijdsspanne, dan is zo'n afwijking best wel significant.

Verder zijn er enorm veel theorieën gebaseerd op het feit dat materie niet sneller kan reizen dan de lichtsnelheid.. de meest 'vervelende' implicatie van de huidige theorie is dat deeltjes die met de lichtsnelheid bewegen, een oneindige massa krijgen.

Ben benieuwd of het echt een meetfout is, of dat we hier een nieuw tijdperk voor de deeltjesfysica in gaan

[ErnstQ]

Volgens Cern hebben ze de afstand bepaald met een nauwkeurigheid van 20cm en de tijdsmeting met een nauwkeurigheid van 10nsec.
Een deeltje met de lichtsnelheid verplaatst zich in 60 nsec over bijna 18m, dus die 20cm zou genoeg moeten zijn.

Zie ook de press release:
http://press.web.cern.ch/...eleases2011/PR19.11E.html

Er is vanmiddag om 16:00 een webcast van Cern waarin ze de resultaten presenteren.

[Reactie gewijzigd door ErnstQ op 26 juli 2024 23:26]

[Beowulff]

De nauwkeurigheid van de tijdmeting is maar één van de mogelijke bronnen van onnauwkeurigheid. Die 60ns kan ook verklaard worden door een meetfout van slechts een paar meter in de afstand tussen de twee meetstations.

[vgroenewold]

Meter is wel een hele grote afwijking, eerder mm's of minder.

[MSalters]

Een nanoseconde is 30 centimeter; 60 nanosecondes is 18 meter !

Zelfs simpele GPS is nauwkeuriger dan dat. Nee, daar zit de fout echt niet.

[vgroenewold]

Ow ja, stom.

[Verwijderd]

Nee hoor,
dat hebben ze wel goed gecontroleerd.

Ze hebben ruim 15.000 keer de test gedaan, en ze hebben er 3 jaar (dacht ik zo) over gedaan en alles gecontroleerd.
Als het iets is, dan is het wel een theorie die dit moet verklaren, maar geen meet stations die op een paar meter verschil staan.

[MSalters]

De meetfout was zo klein dat ze de aardschollen met constante snelheid zagen verschuiven. Dat zijn millimeters (zie pagina 10 van het rapport).

[metaal]

Of dat neutrino's dan stiekem toch geen massa hebben... Of dat er een andere reden is waarom E=mc² niet geldig is voor neutrino's.

Het hoeft helemaal niet te betekenen dat E=mc² geheel ongeldig is, maar dat we slechts meer aan het leren zijn over het domein waar binnen deze vergelijking geldig is.

EDIT: Misschien hebben we zojuist een soort mini wormhole ergens in de Alpen tussen Geneve en Italie in gevonden!

[Reactie gewijzigd door metaal op 26 juli 2024 23:26]

[Twpk]

Erg voorbarige (simplistische) conclusie. Dat een deeltje ergens eerder is dan verwacht hoeft niet te betekenen dat hij ook sneller is geweest (think multiple (hidden) dimensions). CERN heeft geen snelheid gemeten, maar een tijdsverschil.

Desondanks kan ik mij moeilijk voorstellen waar zo'n enorme afwijking (60ns, klinkt weinig, maar het is enorm) vandaan kan komen. Het zou een systematische fout moeten zijn, geen onnauwkeurigheid in de meting. Ik kijk uit naar de publicatie.

"Neutrinos hebben eigenschappen die lijken op dat van elektronen"

euhh juist...

Het vervelende van dit soort berichten is dan de "gewone man" dit bericht zal onthouden, maar de falsificatie zal missen mocht het onjuist zijn. Berichten als dit zo stellig naar buiten brengen zonder publicatie/falsificatie is onverantwoord.

[Reactie gewijzigd door Twpk op 26 juli 2024 23:26]

[Verwijderd]

Ik heb bijzonder weinig verstand van deze materie, maar wat ik wel weet is dat men echt wel heel voorzichtig zijn voordat ze een statement maken, CERN/LHC is in het leven geroepen om dit soort theorieën te testen, de beste van de beste wetenschappers zijn hier mee bezig. Alle statements moeten worden onderbouwd in een rapport voordat dit naar buiten komt als een oneliner.

Given the enormous implications of the find, they spent months checking and rechecking their results to make sure there were no flaws in the experiment.

Ze worden nu voor gek verklaard door andere wetenschappers, mooi doel om dan het tegendeel te gaan bewijzen.

If the European findings are correct, "this would change the idea of how the universe is put together," Columbia's Greene said. But he added: "I would bet just about everything I hold dear that this won't hold up to scrutiny."

[Verwijderd]

In het Nederlands hebben we er (letterlijk) geen verschillende woorden voor, maar in het Engels is er velocity(een vector) en speed (een scalar). Speed is simpelweg de afgelegde afstand delen door de tijd, wat hier ook is gebeurd. Dit hoort gewoon niet sneller dan het licht te zijn, zelfs niet als je met meerdere dimensies werkt. Overigens is er ook nog helemaal niks van dimensies bewezen, en de vraag is ook maar of dat ooit gaat gebeuren. De snaartheorie is een mooi gedachte experiment, maar je kan er verder vrij weinig mee.

edit: sterker nog, we hebben alleen maar een speed of light (dus scalar) en in e=mc^2/(sqrt(1-v^2/c^2)), die feitelijk de limiet aantoont, is v ook speed, geen velocity. Oftewel, volgens deze theorie kan een geen hogere speed hebben dan het licht. ds/dt moet dus kleiner zijn dan c, ongeacht wat het deeltje onderweg deed

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 26 juli 2024 23:26]

[Goderic]

Als je met meerdere dimensies werkt gaan deeltjes inderdaad niet sneller, maar nemen ze een soort van shortcut waardoor het lijkt dat ze sneller gaan.
Om het versimpeld voor te stellen:
Neem een blad, leg het op tafel en duw de uiteinden tegen elkaar waardoor een deel van het blad omhoog gaat.
Voor een flatlander, die de hoogte dimensie niet kan waarnemen, lijkt het blad nog steeds plat.
Als je nu een foton van het ene uiteinde van het blad naar het andere uiteinde laat gaan lijkt het voor de flatlander alsof dit foton sneller dan het licht gaat, maar eigenlijk heeft het foton gewoon een shortcut genomen door rechtdoor door het blad te gaan.
Zoiets gelijkaardigs zou kunnen gebeuren met de 4e dimensie (of 5e als je de tijd als 4e neemt).

[Verwijderd]

edit: nvm, mod maar weg

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 26 juli 2024 23:26]

[LPEspecial]

De wetenschappers zijn ongetwijfeld een stuk slimmer zijn als ikzelf, maar ik kan nergens vinden of ze rekening hebben gehouden met het volgende fenomeen.

Als observer A zich met een snelheid van 200.000 km/s beweegt van observer B en observer C beweegt zich met 200.000 km/s t.o.v. observer B in de tegengestelde richting t.o.v. observer B als observer A dan geld het volgende:
- Geen enkele observer beweegt absoluut gezien sneller als het licht
- Observer A beweegt zich ten opzichte van observer C relatief gezien met een snelheid van 400.000 km/s (veel sneller als de snelheid van het licht).

Tijdens het afleggen van de afstand van de neutrino verplaatst de aarde zich ook een stukje in de ruimte (met een bepaalde snelheid). Hierdoor is de fysieke afstand welke de neutrino moet afleggen ook anders als de statische afstand tussen de 2 meetpunten (ik weet niet of de afstand dan kleiner wordt of groter). De relatieve snelheid welke gemeten wordt kan dus groter zijn als C.

[Reactie gewijzigd door LPEspecial op 26 juli 2024 23:26]

[Mythx]

Je hebt gelijk, maar helaas niet helemaal. Als het ene schip 200 km/s zou gaan en het andere 200 km/s in de andere richting, dan zou je gelijk hebben over dat de onderlinge snelheid 400 km/s is.

Echter is het in het geval van hoge snelheden die de snelheid van het licht naderen iets complexer.

Het blijkt dat de onderlinge snelheid t.o.v. elkaar gelijk is aan:
s=(v+u)/(1+(v*u/c^2)), waarin s de onderlinge snelheid is, v de snelheid van het ene schip, u de snelheid van het andere schip en c is de lichtsnelheid.

Invullen hiervan geeft:
s=(2*10^5+2*10^5)/(1+((2*10^5)^2/(3*10^5)^2))
s=(4*10^5)/(1+((4*10^10)/(9*10^10)))
s=276.923 km/s

Zo zie je uit dit voorbeeld dat het héél erg lastig is om in de buurt van de lichtsnelheid te komen.

EDIT: http://en.wikipedia.org/w...cial_theory_of_relativity
Erg handige uitleg.

[Reactie gewijzigd door Mythx op 26 juli 2024 23:26]

[87Vortex87]

Jouw redenatie is helemaal correct. Feit is alleen dat de beide punten op de aarde dezelfde kant op bewegen. Dus relatief bewegen de twee punten niet tov elkaar.

relatief gezien reizen 'A' en 'B' zich inderdaad 400.000km/s van elkaar, maar de gestelde grens van licht is juist absoluut 300.000 km/s, dat maakt dat de absolute snelheid nooit meer kan zijn dan 300.000 km/s, tenminste dat is wat tot gisteren dan voor zeker werd geacht.

Persoonlijk vind ik dit echt een super ontdekking. Brian, die CERN-onderzoeker, stelde dat het spectaculair zou zijn als het Higgs-boson niet zou worden gevonden. Het Higgs-boson is nodig om het standaardmodel te completeren. Het mooie is dat deze ontdekking (als dit daadwerkelijk waar is) vééél spectaculairder is dan het Higgs-boson niet vinden. Zonder het Higgs-boson moet alleen het standaardmodel worden aangepast, nu het standaardmodel, de relativiteitstheorie en de speciale relativiteitstheorie.

Het eerste gevoel dat gisteren bij mij opkwam is een gevoel van machteloosheid. Want, als deeltjes sneller kunnen gaan dan het licht, WTF weten wij dan eigenlijk? Niets! van ruim 90% van het heelal weten wij niet eens waar het is en dan zou één van de grootste pijlers ook nog eens niet kloppen...

Ik hoop van ganze harte dat de bevindingen waar zijn en dat iets sneller kan zijn dat de snelheid van het licht. In de geschiedenis zijn de grootste sprongen vooruit namelijk geboekt vlak na het ontkrachten van grote veronderstellingen.

[skoozie]

Ik deel jouw reactie: Het eerste wat in m ij op kwam was een vergelijking met: "Vroeger was de aarde plat en wisten de mensen niet beter."
dat ze later over ons zeggen: "Vroeger dachten ze dat je niet sneller als C kon, hoe dom kan je zijn!!"

het worden spannende tijden!

[bha]

Ik houd het voorlopig op een meetfout.
Beter gezegd vanwege de onzekerheidsrelatie
En over de snelheid van het licht; kijk eens naar het Theorema van Bell.
Hij heeft al eerder in een meetopstelling aangetoond, dat de snelheid van het licht
a) hoger kan kan zijn of:
b) zo niet dat er dan andere elementaire "deeltjes" zijn (richting graviton..) die wij nog niet kennen of ontdekt hebben!
Deeltjes staat hier tussen aanhalingstekens , vanwege Heisenbergs/ Schodingers deel/golf theorie.
Sorry voor het vaktechnische taalgebruik.

[tilburgs82]

Waar je ook nog rekening mee moet houden is dat onze waarneming misschien niet de juiste is.
Een theorie houdt stand totdat er in de praktijk het tegendeel wordt bewezen. Maar wat nou als onze waarneming niet correct is? Denk bv aan de stilstaande plaatjes die wij toch draaiend zien. In het boek "The universe in a nutshell" van Stephen Hawking wordt dit ook besproken.

Heb de afwijking even snel uitgerekend. Ik kom uit op 0.003% afwijking. Lijkt weinig, maar ik ken apparatuur die toch zeker wel een factor 10 of 100 kleinere afwijking heeft.

[Reactie gewijzigd door tilburgs82 op 26 juli 2024 23:26]

[Tweetyfrk]

Begrijpelijke wetenschappelijke uitleg over het experiment: http://scienceblogs.com/s...aordinary_claim_requi.php

[ErnstQ]

Dit paper beschrijft het experiment
http://www.france-info.com/IMG/pdf/opera.pdf

[Titulanix]

Dit resultaat komt overeen met de experimentele resultaten van een onderzoeker waar ik enekele jaren geleden al over las. De crux zit het in het medium waar de neutrino-deeltjes door bewogen, namelijk de aardkorst en niet vacuüm:

In this paper we report on the precision determination of the neutrino velocity, defined as
the ratio of the precisely measured distance from CERN to OPERA to the time of flight of
neutrinos travelling through the Earth’s crust.

De neutrino's moesten dus door 'vaste' materie heen. Dat kunnen ze, omdat neutrino's hier zelden interactie mee aangaan. De theorie van die onderzoeker is als volgt: de neutrino's gaan wel door vaste materie heen, maar daarbij kunnen ze zich niet op iedere willekeurige positie in het medium bevinden, de atoomkernen zijn als het ware al bezet in de ruimte. Als een neutrino zich in de buurt van een atoomkern bevindt treedt er quantum tunneling up; het neutrino is het ene moment voor de kern en het volgende moment erachter, maar het kan nooit in de kern zelf zijn geweest. Die overgang is als het ware een sprong die zelf geen tijd kost, het neutrino bevindt zich niet voor korte tijd in een ander universum o.i.d. Effectief is de afstand die het neutrino aflegt hierdoor korter; van de 730 km moeten alle diameters van de atoomkernen worden afgetrokken die onderweg gepasseerd worden.

Einstein en Bohr hoeven zich niet in hun graf om te draaien
Nu maar afwachten of de bewuste onderzoeker eindelijk eens erkenning krijgt. Ik zal in ieder geval eens proberen hem terug te googelen.

Ik heb een amateurpoging gedaan deze theorie na te rekenen. Een atoom is circa 1E-10 m groot en de kern 1E-15 m. Er is dus maar circa 1E-5 deel van de ruimte binnen vaste materie bezet. Laat het gemeten tijdsverschil door deze onderzoekers nu een factor 2,5E-5 op de totale reistijd zijn. De grootteorde komt dus precies overeen.

[Reactie gewijzigd door Titulanix op 26 juli 2024 23:26]

[BertMor]

Foutje:
http://johncostella.webs.com/neutrino-blunder.pdf
Einstein lacht weer eens in z'n vuistje.

25 september
Bekijk:
http://www.theeestory.com/posts/210378
Frogwing heeft mij overtuigd dat Costella's verhaal niet terzake doende is. Wat telt is de correlatie tussen de exacte vorm van de proton puls en de vorm van de grafiek die bij de neutrinodetector gemaakt is. In die grafiek is de proton pulsvorm goed te zien, dus het is toch wel aannemelijk dat de timing hier behoorlijk nauwkeurig kan zijn.
Die OPERA mensen zijn niet over 1 nacht ijs gegaan en hebben sowieso iet groots vericht.
Maar als Einstein nog steeds pret heeft, moet er iets mis zijn met niet-Einsteinse aannames.

Zag zojuist dat Costella omgedraaid is:
http://johncostella.webs.com/neutrino-blunder.pdf

[Reactie gewijzigd door BertMor op 26 juli 2024 23:26]

[Kain_niaK]

Ben 99% zeker dat dit of iets vergelijkbaars de oorzaak is.
En dan nog het feit dat het italianse LNGS labo zijn funding niet meer rond krijgt.
En een beetje media aandacht kan daar goed bij helpen.
Dat C de bovengrens van snelheid is, is iets fundamenteel in de speciale relativiteit theorie.

[tilburgs82]

Elke theorie staat totdat het tegendeel bewezen wordt. Zo waren er ook theorien voordat einstein zijn relativiteit theorie bedacht. Deze zijn dus ook allemaal aangepast. Zo werkt dat nou eenmaal in de wetenschap.

Edit:
Heb even wat opgezocht over die John Costella. Veel wetenschappers hebben ook zo hun twijfels over zijn kennis en kunde.

http://www.craiglamson.com/costella.htm
http://www.craiglamson.com/costella2.htm

[Reactie gewijzigd door tilburgs82 op 26 juli 2024 23:26]

[PdC]

Er ligt geen tunnel of buis tussen de 2 locaties. Zou nog al een eind zijn, 730km.... De neutrino's worden 'gewoon' door de aardkorst geschoten. Zie http://operaweb.lngs.infn.it/spip.php?rubrique41

[DrFurioux]

Kwam daar die aarbeving dan vandaan?

[Verwijderd]

Die neutrinos vliegen ook door het heelal, en schieten door de aarde zonder haar op te merken. Ook door jou heen.....

[vgroenewold]

Ja maar het klinkt als straling oid he.

edit: Dat snap ik, maar dat is vaak het sentiment.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 26 juli 2024 23:26]

[Verwijderd]

Het is ook straling, niet dat dat automatisch betekent dat het gevaarlijk voor de volksgezondheid is.

[CherandarGuard]

Nee, maar leg dat maar aan datzelfde volk uit.

[Martinspire]

Geacht volk: het is niet gevaarlijk.

[MorgothG]

Mwoah, als jij een neutronenbom niet gevaarlijk vindt

I stand corrected! <--En de toelichting. Ik zat wat te lezen op wiki en werd gegrepen door de coolheid van de neutronenbom vs. het compleet veilige.. Zucht.. Eerst goed lezen dan posten. Dank!

[Reactie gewijzigd door MorgothG op 26 juli 2024 23:26]

[jj71]

Een neutronenbom heeft helemaal niets met neutrino's te maken.
Een neutrino is iets heel anders dan een neutron.

[Verwijderd]

@MorgothG: Een neutron is absoluut wat anders dan een neutrino