Valoa nopeampi neutrino

[Psykopatologia]

http://www.hs.fi/ulkomaat/artikkeli/Val ... 5269535251

Valoa nopeampi hiukkanen ällistyttää tutkijoita
22.9.2011 22:35 | Matti Mielonen - ulkomaantoimittaja
(- -)
Tutkijat mittasivat neutriinosuihkun matkaan käyttämän ajan 15 000 kertaa varmistaakseen,
että tulos on tilastollisesti merkittävä. Tutkijat kuitenkin varoittivat, että kyse voi olla
jostakin mittausjärjestelyyn liittyvästä virheestä.
(- -)

Virheellinen muotoilu. Ei voida puhua tilastollisesta merkitsevyydestä,
vaikka kyseessä on "otos". Nimittäin perusjoukko on ääretön.

Paljonko mahtaa olla vaihtelua mittauksissa?

[Maria]

Jos mitattu niin kauan, että vaihtelu saatu pienenemään alle halutun rajan?
Tässä tapauksessa siis mittauksen kesto määräisi vaihtelun suuruuden. Esim. jos mitataan
jotain sirontakuviota ja tietyn kertymäajan jälkeen keskimääräinen kuvio ei enää muutu,
vaikka otoksien määrää (mittausajan pituutta) kasvatettaisiin.

Tässäpä esimerkki leikillisestä ajattelusta.

[Riidankylväjä]

Valtaoja panee tulevaisuutensa tähtitieteen guruna vaakalaudalle ja lupaa panna mallasviskipullon vetoa, ettei tulos pidä paikkaansa.

Se, että massiivinen hiukkanen ei voi liiikkua valoa nopeammin suhteellisuusteoriassa liittyy siihen vaatimukseen, että syyn täytyy aina olla ennen seurausta.

http://www.iltalehti.fi/uutiset/2011092 ... 74_uu.shtm

[Riidankylväjä]

Pyhäsalmen kaivokseen suunnitellaan neutriinojen havaintolaitteistoa. Pyhäsalmi sijaitsee Cernistä "maagisen" etäisyyden päässä, jossa Cernistä ammuttu neutroonosuihku on helppo havaita.

Enkä saamme vahvistuksen siihen etenevätkö neutroonit valoa nopeammin.

http://www.tiede.fi/artikkeli/1438/jos_ ... den_arvoit

[huu]

Päätin kaivaa esille tämän topicin, kun sattuu olemaan suomeksi käännetty artikkeli käsillä ja jonka tekijä on antanut sen vapaasti käytettäväksi.

Olkaapa hyvät


Keskisen Apenniinien vuoriston Gran Sasso - vuoren uumenissa 1.400 metrin syvyydessä sijaitsee Italian hiukkasfysiikan kruununjalokivi Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS).

Laboratorion tutkimusaloja ovat mm. neutriinot. Neutriino on erittäin pienikokoinen ja vähämassainen hiukkanen, joita on todettu oleva kolmea eri tyyppiä. Tarkoitus oli selvittää eroavatko neutriinojen eri tyypit nopeuksiltaan toisistaan.

Koetta varten rakennettiin uusi ilmaisin Oscillation Project with Emulsion tRackin Apparatus ja muokkaamalla hieman kirjoitusasua, saatiin laitteelle italialaisille sopiva lyhenne OPERA.

CERN sijaitsee 730 km:n päässä LNGS:stä ja CERN pantiin tuottamaan neutriinoja tehdasmaisesti kohti LNGS:ä ja nopeudet mitattiin. Tulos sai tutkijat kaivelemaan päittensä lisäksi laitteistojaan virheiden löytämiseksi. Etäisyys CERN:in varmistettiin 20 cm:n tarkkuuteen, ajanotto 10 nanosekunnin tarkkuuteen, mutta tulos ei siitä paljoa horjunut: neutriinot liikkuivat 20 miljoonasosaa nopeammin kuin valo. http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/index ... _2011.html

Muiden mittauksia.

Myös Chicagon lähistöllä sijaitsevan Fermilab’in MINOS on aiemmin saanut tuloksia, jotka viittaisivat samaan mahdollisuuteen, mutta vanhempien vehkeittensä epätarkkuusraja oli sen verran lähellä, että jenkit jättivät asiasta suuremmin huutelematta.

Päin vastaista osoitti Suuren Magellaanisen pilven (Linnunrata-galaksimme seuralaisgalaksi) reunalla noin 100.000 vuotta sitten tapahtunut supernova, jonka valo- ja neutriinoparvet saapuivat Maahan täysin Einsteinin mukaisesti vuonna 1987: valokvantit ensin ja neutriinot sitten.

Sekä japanilaiset (T2K) että jenkit (two-megawatt high-intensity proton accelerator) ovat nyt kiireellä rakentamassa omia mittausjärjestelmiään tuloksen arvioimiseksi.

Sortuiko Einstein viimeinkin? Eipäs hätäillä, tässä voi olla jotain vielä mielenkiintoisempaa näkyvissä.

Einstein mukaan ja kokeiden varmistamana massan nopeuden lisääntyminen 90 %:in valonnopeudesta kaksinkertaistaa massan. Valon nopeuden saavuttaminen merkitsisi äärettömän suurta massaa ja on siis mahdotonta. Mutta jos hiukkasen nopeus on alun perinkin c-rajan tuolla puolen, saa Einstein olla rauhassa monin kerroin varmistuttuine tuloksineen.

Fyysikoilla on varastossa tällaiselle hiukkaselle jo nimikin: takioni. Hiukkasen toi mukaan saksalaisfyysikko Arnold Sommerfeld vuonna 1904. Kun Maxwellin yhtälöt liitetään atomitasoon, se johtaa takioneihin (tai ainakin johonkin sellaisiin).

Takionin ominaisuudet ovat varsin vaikeita hahmottaa: jos sen energia ja liikemäärä ovat reaalisia, sen lepomassa on imaginaarinen.

Paras ehdokkaamme Kaiken Teoriaksi, säie-teoria, tarvitsee kuitenkin takionin. Säie-teorian mukaan kaikki hiukkaset ovat saman säikeen yksiulotteisia värähdyksiä. Matemaattinen rakennelma edellyttää kuitenkin kuusi-seitsemän ulottuvuutta lisää ja merkitsee siis 10-11 ulottuvutta toimiakseen.

Meidän 3- (tai jos aika on mukana) 4-ulotteinen todellisuutemme on tällöin yhdessä (mem)braanissa ja muut kolme braania muodostavat bulkin. Valon katsotaan tällöin olevan sidoksissa omaan braaniimme, mutta neutriinosta emme tiedä. Joku asia saattaa saada neutriinon muuttamaan muotoaan. Tämä hiukkasen muuttuminen toiseksi esimerkiksi törmäystilanteessa on tavallista ja syy esimerkiksi LHC:n rakentamiseen, jolloin asiaa voi tutkia.

Jospa neutriino muuttui välillä takioniksi ja sitten takaisin ja ikään kuin hyppäsi toisten ulottuvuuksien kautta?

Tämä olisi ensimmäinen kokeellinen tulos Kaiken Teorian puitteissa.

[Psykopatologia]

Ko. nopeusmittaukset eivät pohjaa yhden yksityisen neutronin nopeuteen vaan miljoonan neutrinon kimppuun,
josta syntyy jakauma-kuvio, jossa on tiettyä vaihtelua. -> Työskennellään keskiarvoilla etc.

[Riidankylväjä]

Erot ovat niin pieniä, että menevät 101%:n varmuudella mittausvirheisiin. Jenkit on taas oikeassa.

[huu]

Ko. nopeusmittaukset eivät pohjaa yhden yksityisen neutronin nopeuteen vaan miljoonan neutrinon kimppuun,josta syntyy jakauma-kuvio, jossa on tiettyä vaihtelua. -> Työskennellään keskiarvoilla etc.

Pari lukuarvoa lisää tuskaa: mitattu nopeusero on 60 ns. Laskennallinen virhe (vehkeet ja jakauma) on 10 ns.

Erot ovat niin pieniä, että menevät 101%:n varmuudella mittausvirheisiin. Jenkit on taas oikeassa.

Eivät jenkit vaatimattomuuttaan olleet mölyämättä tuloksistaan (vaatimaton jenkki - mikä se on?) vaan yksinkertaisesti siksi, että heidän laskennallinen virheensä oli liian lähellä heidän tulostaan (meni kertaukseksi).

Italialaiset panttasivat tuloksiaan kuukausia ennen julkistusta. Virheen etsintään osallistuivat CERNin kellotusporukkaa ja jenkkien tietojenkäsittelijöitä (Grid).

Kansainvälinen tiedelehdistö on saanut jo yli sata artikkelia, joissa yritetään keksiä tulosten syy.

Tervetuloa mukaan.


Tämähän ei ole ainoa asia, jossa kokeelliset tulokset tai havainnot vievät tennarin suuhun. Kolmen varjon (dark matter, dark energy ja dark flow) havainnot eivät ole saaneet kelvollista seltettään (vaikka nimimerkki Lette väittääkin uskonto-ketjussa, että "Fysiikka on osoittanut, että maailmankaikkeus on täynnä energiaa, tyhjää tilaa ei ole olemassa.")

Supersuuruusluokan asioihin kuuluu myös lomittumisen ymmärtäminen - asia, jossa Einstein oli väärässä. Jos lomittuminen on ylin "luonnonlaki", olemme täysin metsässä. Mitään matemaattista tietä tilaan (avaruus) ja materiaan ei tunneta.


(BTW meikä poistuu taas kuviosta lauantaina 29.10 iltapäivällä. Palannen jouluviikolla. Au revoir.)

[Riidankylväjä]

Näin maalaisjärjellä ajateltuna kolmea tai neljää useammat ulottuvuudet selittäisivät sekä maailmankaikkeuden pullahtamisen tyhjästä että neutriinon nopeusennätyksen.

Maailmankaikkeuden synty olisi vähän niinkuin kaksiulotteiselle paperiarkille tipahtaisi vaikka raaka kananmuna.

Neutriinon nopeusennätykselle analoginen seiltys olisi taas semmoinen, että kaksiulotteinen paperi olisi taittunut kaarelle ja neutriino oikaisisi suoraan paperin läpi, kun valo kulkisi paperin pintaa pitkin.

Epäilen silti mittausvirhettä.

[huu]

Näin maalaisjärjellä ajateltuna kolmea tai neljää useammat ulottuvuudet selittäisivät sekä maailmankaikkeuden pullahtamisen tyhjästä että neutriinon nopeusennätyksen.

"Todellisuus ei ole arkijärjen mukainen." Kari Enqvist

Maailmankaikkeuden synty olisi vähän niinkuin kaksiulotteiselle paperiarkille tipahtaisi vaikka raaka kananmuna.

Ei munat mutahan joua,
Sirpaleet veen sekahan.
Muuttuvat murut hyviksi,
Kappaleet kaunoisiksi:
Munasen alainen puoli
Alaiseksi maaemäksi,
Munasen yläinen puoli
Yläiseksi taivahaksi;
Yläpuoli ruskeaista
Päivöiseksi paistamahan,
Yläpuoli valkeaista,
Se kuuksi kumottamahan;
Mi munassa kirjavaista,
Ne tähiksi taivahalle,
Mi munassa mustukaista,
Nepä ilman pilvilöiksi.

Kalevala, ensimmäinen runo, rivit 230-244.

Neutriinon nopeusennätykselle analoginen seiltys olisi taas semmoinen, että kaksiulotteinen paperi olisi taittunut kaarelle ja neutriino oikaisisi suoraan paperin läpi, kun valo kulkisi paperin pintaa pitkin.

Tätä sanotaan tunneloitumiseksi. Asia liittyy Einstein-Podolsky-Rosen -ilmiöön.

- - -

[Psykopatologia]

huu (24.10.2011):
(- -)
(BTW meikä poistuu taas kuviosta lauantaina 29.10. iltapäivällä. Palannen jouluviikolla. Au revoir.)

Mersii kon-tibuutioistasi. Pidän nimimerkin kirjoissa.

[Psykopatologia]

Analogia:
Mitataan kylpyhuoneen suihkusta tulevaa vettä "kimppuna".
Mikä on tällöin y k s i t t ä i s e n pisaran nopeus?
Ei helppo!

Voidaan esimerkiksi kuvata 1000 kuvaa sekunnissa,
jolloin saatetaan ehkä seurata ko. pisaran kulkua.
Neutrinon tapauksessa ko. ei ole mahdollista.

[Riidankylväjä]

Helppo homma.

Lorisutetaan vesi ämpäriin ja mitataan ämpärin tilavuus sekä lorisuttamiseen kulunut aika. Monimutkaisten laskutoimitusten jälkeen saadaan vesimolekyylien nopeus. Jos se ylittää valon nopeuden eikun Nobel palkinto hakemusta väsäämään.