برخلاف ادعای دانشمندان ایتالیایی اینشتین اشتباه نکرده بود، چیزی سریع‌تر از نور حرکت نمی‌کند

پژوهشگران آزمایش اوپرا که شهریورماه گذشته ادعا کردند نشانه‌هایی از حرکت ذرات نوترینو با سرعت بیشتر از سرعت نور را مشاهده کرده‌اند، اعلام کرده‌اند این اندازه‌گیری احتمالا به دلیل خطای انسانی است!

آشکار ساز OPERA در ماه سپتامبر / شهریور گذشته این ادعای انقلابی را مطرح کرد که توانسته نوترینو‌هایی را با سرعت بالاتر از سرعت نور به دام بیندازد، ادعایی که در صورت اثبات به معنای پایان حکمرانی نظریه نسبیت خاص آلبرت اینشتین بر فیزیک مدرن بود.

اما به گزارش نیوساینتیست، اکنون به نظر می‌رسد که این کشف بزرگ پیش از این که باعث تغییر قوانین فیزیک شود، باعث جدی‌تر شدن نظارت بر تجهیزات خواهد شد، چرا که اکنون سخن از خطای انسانی در این نتیجه عجیب به میان آمده است.

پایان اینشتین!

در ماه سپتامبر / شهریور، پژوهشگران آزمایش OPERA داده‌هایی را گردآوری کرده بود که نشان می‌داد نوترینوهایی که در آزمایشگاه سرن در نزدیکی سوئیس تولید شده بودند و در مسیر 730 کیلومتری به آشکارساز اپرا در آزمایشگاه ملی گران ساسوی ایتالیا فرستاده شده بودند، 60 نانوثانیه سریع‌تر از یک پرتو نور به مقصد رسیده‌اند. یعنی اگر به جای نوترینوها، یک پرتو نور از سرن تابیده می‌شد، زمان رسیدن آن به مقصد 60 نانوثانیه دیرتر از این بود.

برای برخی، این نتیجه سیلی محکمی برای نظریه نسبیت اینشتین بود، که بیان می‌دارد که هیچ ذره‌ای قابلیت حرکت با سرعت بالاتر از سرعت نور را ندارد. اگر یک ذره توانسته باشد از این حد سرعت بگذرد، آنگاه یک قرن گذشته و تمام آزمایش‌های دیگری که صحب بقیه بخش‌های این نظریه را نشان داده بودند، به زیرسوال می‌رفت.

باز هم فیبر نوری

لوکا استانکو، یکی از 15 عضو گروه 160 نفره اپرا است که حاضر به امضای بیانیه اولیه نتایج نشد، چون آن را بیش‌از حد مقدماتی می‌دانست. او می‌گوید:‌«اگر این اشتباه اثبات شود، قطعا به دلیل خطای انسانی است. من سعی کردم بگویم که محتاط‌تر باشید».

خیلی از فیزیکدان‌ها به این نتیجه مشکوک بودند، ولی به نظر می‌رسید که اندازه گیری‌ها به دقت انجام شده و به سطح آماری چشمگیری رسیده است. ولی بر مبنای بیانیه‌ای که اپرا دیروز منتشر کرد، دو مشکل احتمالی در این آزمایش کشف شده است. همان‌گونه که خیلی از فیزیکدان‌ها به نتایج عجیب این آزمایش گمان داشتند، هر دوی این مشکلات به استفاده این آزمایش از سیستم مکان‌یاب جهانی GPS برای هم‌زمان کردن ساعت‌های اتمی هر دو سوی این مسیر برمی‌گشت. اول، گذر زمان در ساعت‌ها بین رسیدن سیگنال سنکرون‌کننده باید در نظر گرفته می‌شد و اپرا اکنون می‌گوید که احتمالا این کار به درستی انجام نشده است. دوم، احتمالا یک اتصال مشکل‌دار بین سیگنال جی‌پی‌اس و ساعت اصلی اپرا وجود داشت.

البته غیر از مسئله اتصال خراب فیبر نوری، یک احتمال دیگر هم وجود دارد: این که احتمالا نوترینوها حتی از آن‌چه در آزمایش قبلی پیش‌بینی شده بود هم، سریع‌تر حرکت می‌کنند!

خطای احتمالی دوم مربوط به نوسان‌سازی است که برای اعمال برچسب‌های زمانی برای سنکرون کردن جی‌پی‌اس به کار می‌رفت. طبق بیانیه اپرا، خطای این نوسان‌ساز می‌تواند منجر به اشتباه در برآورد زمان سفر نوترینوها و اضافه‌تر محاسبه شدن این زمان شده باشد. به عبارت دیگر، در این حالت، نوترینوها در عمل سریع‌تر از آن‌چه در گزارش چند ماه پیش اپرا اعلام شده بود حرکت می‌کنند. استانکو می‌گوید: «ما در مورد پایداری زمان بندی کاملا مطمئن نیستیم».

خبر اشتباه اپرا را اولین بار همین دیروز یک منبع ناشناس به ساینس‌اینسایدر اطلاع داد. بر مبنای این گزارش، شاید اتصال نادرست فیبر نوری، مقصر اصلی در این اثر 60 نانوثانیه‌ای بوده باشد.

بیانیه رسمی اپرا اما به این امر اذعان نمی‌کند و می‌گوید که احتمالا دو منبع برای نقطه خطا در دو سوی این مسیر وجود دارند و هنوز در حال کار بر روی آن است. اولین مورد مربوط به نوسان‌سازی است که برای تولید برچسب‌های زمانی در میان سنکرون سازی جی‌پی‌اس استفاده می‌شود. و نقطه دوم هم مربوط به اتصال فیبر نوری است که سیگنال جی‌پی‌اس خارجی را به ساعت اصلی اپرا متصل می‌کند.

در ادامه بیانیه وعده داده شده که با رفع مشکل، آزمایش در سال 2012 تکرار شود و همچنین گزارش جامعی نیز در مورد خطای آزمایش سال گذشته منتشر شود.

کارن هانتر یکی از اعضای اپرا از دانشگاه هامبورگ آلمان، می‌گوید: «گروه در این زمان تصمیم گرفت که در بیانیه خود به کمیت‌ها اشاره نکند، چون ما باید همه چیز را دوباره بررسی کنیم و یافته‌های خود را کامل‌تر و با دقت بیشتری مورد بحث و بررسی قرار دهیم».

سخنگوی سرن، جیمز گیلیز هم هشدار می‌دهد که پاسخ واقعی هنوز معلوم نیست. «یک توضیح احتمالی وجود دارد، ولی ما تا زمانی که آزمایش‌های بیشتری انجام نشود نمی‌توانیم در مورد پرتو مطمئن باشیم».

آزمایشگاه‌های دیگری هم نوترینوها را خواهند آزمود. آزمایش MINOS در آزمایشگاه فرمی در باتاویای ایلینوز، قرار است که نتایج این آزمایش را با ارسال یک پرتو نوترینو از مینسوتا بیازماید.