A CERN  bejelentése igazi tudományos szenzációként robbant a médiában.

A tények, nagyon röviden

A Svájcban kibocsájtott neutrínókat több, mint 700 km-re délkeletre, az olasz Appeninekben a közel 3000 méter magas Gran Sasso hegy gyomrában működő vevőállomás érzékelte, és a 10 nanoszekundumos mérési hibahatárhoz képest azt tapasztalták, hogy a neutrínók 60 nanoszekundummal korábban érkeztek meg, mint az a fény sebességével haladva lehetséges volna. Ha ezt a következő években független mérések is megerősítik, az egész mai, einsteni reletivitáselméletre ill. annak alapelemeire működő fizikai világképünk összeomlik, pontosabban érvényét veszti (illetve, a ma ismert fizika csupán a „valóság” egy speciális alesetének minősülhetne).

Aki a hazai médiában megjelent cikkek mellett a közel 2 órás, élőben sugárzott előadást is végignézte, alighanem mélyen meggyőződhetett arról, hogy a mérésen dolgozó közel 150 fizikus elképesztően alapos munkát végzett a mérési hibák kiküszöbölése érdekében. A neutrínókat kibocsájtó ill. vevő oldal távolságát +-20 cm-es pontossággal határozták meg, még azt is figyelembe véve, hogy egy 2009-es földrengésben mintegy 7 cm-el közelebb került egymáshoz a két pont (60 ns alatt közel 18 métert tesz meg a fény, tehát a távolságok pontossága bőven elegendő).

Az időszinkronitást kettős visszacsatolású, 1 mikroszekundumos GPS/1PPS-jel kiindulási alapú, cézium-rezonancia korrekcióval erősítették, amit még egy teljesen független, harmadik rendszerrel is ellenőriztek. Ennek alapján a két hely közötti időeltérés pontatlansága maximum +-10 ns lehetett. Márpedig a neutrínók 60 ns-al korábban érkeztek, ami a hibahatár több, mint ötszörös túllépése; a tudományban ez már bőven statisztikai bizonyosságot jelent.

 

Mit jelent mindez, ha független kísérletek is igazolják a jelenséget?

Nos, (fizikai világképünk összeomlásán kívül) hosszú távú következményeit még elképzelni is nehéz, de nem zárhatóak ki olyan elképesztő felvetések sem, mint mint például a jövőből a múltba haladó részecskék léte, esetleg a negatív tömeg (?), vagy éppen az ok-okozati viszony megfordulása és a logika alapvető fogalmainak értelmetlenné válása.

Van harmadik lehetőség?

Azaz lehetséges, hogy a mérés helyes, ám a neutrínók mégsem haladnak fénysebességnél gyorsabban? Nos igen, legalább egy kézenfekvő megoldás adódik, amely meghagyná az einsteini relativitáselmélet igazságait, ám egyben bizonyítaná a 4. (vagy annál is több) térdimenzió létét, sőt, annak átjárhatóságát is.

Képzeljük el, hogy a fény egy síkban halad (egy képzeletbeli, áttetsző „papírlap”, vagy éppen írásvetítő fólia felszínén), és tudjuk, hogy nem tud gyorasbban menni c-nél ebben a síkban mozogva. Így ha ezen a síkon kjelölünk egy A és egy B pontot, akkor a felszínen értelmezet távolság arányában egyszerűen nem tud korábban odaérni egyik pontból a másikba, mint azt c (a fénysebesség) lehetővé teszi.

Igen ám, de mi történik akkor, ha ezt a „papírlapot” vagy fóliát meghajlítjuk a térben? Így A és B pont a felszínt követve ugyanolyan messze van egmástól, ám ha a fény „kiléphet” ebből a magasabb dimenzóban meghajlított sík felszínáből, akkor egyszerűen „átvághatja” A és B pont között a távolságot, és sokkal-sokkal gyorsabban érhet el egyik helyről a másikra, mint a felszínen lehetséges volna.

Most képzeljük el, hogy a mi 3 térdimenziónkat is meg lehet hajlítani (vagy valamiért, például a gravitációs tér által eleve meghajlik) egy magasabb, 4. térdimenzióban – amit mi ugyan nem érzékelünk, de attól még létezhet. Ekkor a három dimenziós terünk belülről nézve ugyanolyan marad, de bizonyos pontjai között létezik olyan – 4. dimenzióban értelmezett – út, vagy egyenes, amelyen a fény vagy más részecskék rövidebb úton érhetnek el egyik pontból a másikba. Ehhez azonban – az út egy részében legalább – ki kell lépniük a háromdimenziós térből, azaz az általunk ismert világból, az Alpok vonulatai „alól”. Bár háromnál több térdimenziót még elképzelni is nehéz, nemhogy képernyőn szemléltetni, de néhány zseniálisan megkomponált vizualizáció segíthet ebben –

Miért éppen a neutrínók?

Nos, a neutrínó egy igen titokzatos faj a részecskék leptonok, fermionok és és bozonok családjaiból álló, a hadronok nemzetségét is hordozó, fel és le, bájos és furcsa kvarkoktól hemzsegő, népes állatkertjében; még ma is alig tudunk róla valamit. Sokáig abban sem voltak biztosak a kutatók, hogy van-e egyáltalán tömege; bizonyos állapotváltozásai azonban arra engedtek következtetni, hogy szinte bizonyosan nem nulla a kérdéses jellemző (alsó becslések léteznek jelenleg erre is). Mindemellett szellemrészecskének is hívják a kutatók mind a mai napig, mivel olyan hihetetlenül ritkán lép érzékelhető kölcsönhatásba az anyaggal, hogy akár fényévnyi vastagságú acélfalon is zavartalanul átrepül többségük – mintha ott sem volna az akadály – nem is beszélve a Földről és akár a sajtá testünkről, amin szintén milliószámra hatolnak át másodpercenként.

Érdekes eljátszani a gondolattal, hogy a neutrínók talán éppen azért lépnek ilyen ritkán kölcsönhatásba az anyaggal, mert talán létezésük nagy részét nem is a mi 3+1 dimenziós terünkben töltik, hanem haladásuk során ide-oda oszcillálnak magasabb dimenziószámú téridők és az általunk érzékelhető világegyetem között.

Hogyan tovább?

Ahogyan az várható volt, nem sok olyan intézmény létezik a világon, amely a CERN-től teljesen függetlenül igazoli vagy cáfolni tudná az elképesztő eredményeket. A Chicago mellett működő Fermi kutatólabor az egyik lehetőség (ahogy már korábban is mértek a fénysebességnél gyorsabban haladó neutrínókat, igaz, akkor mérési hibahatáron belül); a másik a Japánban éppen nem működő részecskefizikai kutatóintézet, amely a tavaszi cunami óta még nem indulhatott újra. Akárhogy is; a következő hónapokban feltehetően tudósok tízezrei fogják a CERN jelentését ízekre szedni, lehetséges mérési hibák után kutatva – és remélhetőleg mielőbb megszületik a kísérlet másolata az Egyesült-Államokban.

ww.idokep.hu