Neutrino's toch niet sneller dan het licht?

Het ziet ernaar uit dat de relativiteitstheorie dan toch geldig blijft. De vreemde neutrino's die sneller dan het licht gingen, zouden het gevolg zijn van een fout. Ironisch is wel dat de fout eruit bestaat dat men op een bepaald punt vergeten had rekening te houden met de relativiteit...

Grote opschudding in de wetenschappelijke wereld verleden maand, de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein leek op losse schroeven te staan. Een internationaal team van wetenschappers had in samenwerking met het CERN, het Europees Centrum voor Kernonderzoek, vastgesteld dat neutrino's iets sneller gingen dan het licht. Zo'n 60 nanoseconden namelijk, op een afstand van 732 kilometer. En volgens de relativiteitstheorie kan er niets sneller gaan dan een lichtstraal in een vacuüm, 299.792 kilometer per seconde.

De geleerden hadden zo'n 15.000 keer neutrino's afgevuurd vanuit het CERN naar een ondergronds laboratorium bij Gran Sasso in Italië en telkens opnieuw kwamen de neutrino's daar iets te vroeg aan. Het feit dat het experiment zo vaak hetzelfde resultaat opleverde, wees erop dat één van twee zaken waar zou zijn: ofwel gingen de neutrino's werkelijk sneller dan licht en werd de hele fysica op zijn kop gezet, ofwel zat er een fout in het experiment die telkens opnieuw voor een verkeerd resultaat zorgde.

Kleine afstand
Nu is de afstand tussen het CERN bij Genève en Gran Sasso, 732 kilometer, niet erg ver voor een neutrino, alles is immers relatief. Dat betekent dat om nauwkeurig de snelheid te kunnen berekenen van de neutrino's, het nodig is om drie dingen erg precies te weten, namelijk de afstand tussen het vertrek- en eindpunt, de tijd waarop de neutrino's vertrekken vanuit het CERN en de tijd waarop ze aankomen bij de detector in Italië.

Om die nauwkeurige metingen te kunnen doen, maakten de wetenschappers gebruik van GPS, zowel om de afstand als om de vertrek- en aankomsttijd te meten. Dankzij de GPS konden ze de afstand meten tot op 20 centimeter nauwkeurig en aangezien GPS-satellieten op basis van een zeer nauwkeurige atoomklok een tijdssignaal uitzenden per radio, werden ze ook gebruikt om de klokken te synchroniseren die de vertrek- en aankomsttijden meten. Daarvoor moesten de geleerden met een heel aantal factoren rekening houden, zoals de tijd die een radiosignaal nodig heeft om van de satelliet de aarde te bereiken, maar het lijkt erop dat ze een erg belangrijke factor vergeten zijn: de relativiteit.

Alles is relatief
Relativiteit is bijzonder vreemd en gaat vaak in tegen onze intuïtie en ons "gezond verstand". In het kort gezegd, vertelt ze dat dingen als tijd en afstand kunnen veranderen, afhankelijk van waaruit je ze bekijkt, vooral als je je erg snel voortbeweegt ten opzichte van iets anders.

In het neutrino-experiment moeten we daarbij met twee zaken rekening houden: de meetstations op de grond die de vertrek- en aankomsttijden van de neutrino's registeren en de GPS-satellieten in de ruimte die als basis voor die registraties dienen. Aangezien de satellieten in een baan om de aarde draaien, bewegen ze veel sneller dan de detectoren op de grond.

Referentiekader
Aangezien de satellieten sneller bewegen dan de grondstations, bevinden ze zich in een ander "referentiekader" dan de meetpunten op de aarde. En volgens de relativiteitstheorie is geen van beide referentiekaders het "juiste", ze zijn allebei even geldig. Vanuit de aarde gezien betekent het gewoon dat de satellieten aan een snelheid van meer dan 14.000 km/u rondsuizen, vanuit de satelliet gezien is het de aarde die beweegt.


AP Om te begrijpen hoe de relativiteit de resultaten van het experiment beïnvloedt, stellen we ons het best voor dat we in de satelliet zitten en de aarde zien bewegen. Als er een neutrino vertrekt uit Genève, beginnen we te timen. Intussen beweegt de detector die in Italië de aankomst van de neutrino's meet, zich even snel als de rest van de aarde, en vanuit ons perspectief gezien, in de richting van het vertrekpunt in Genève. Dat betekent dat de neutrino een iets kortere afstand zal moeten afleggen dan bij een stilstaand experiment. We stoppen met timen als de neutrino in Italië de detector bereikt, en we bekijken tevreden de resultaten, de neutrino is iets trager dan het licht, niets aan de hand.

Dan sturen we de resultaten door naar de aarde, naar een ander referentiekader, en... paniek! De neutrino's blijken sneller dan het licht te gaan. In het referentiekader van de aarde moeten de neutrino's immers een iets langere afstand afleggen, omdat het meetstation in Italië er zich niet beweegt in de richting van het vertrekpunt. En als de neutrino's die langere afstand afleggen in de tijd die we gemeten hebben, gaan ze iets sneller dan het licht. Met andere woorden, de GPS-klok heeft het juist gemeten, maar aangezien ze in een ander referentiekader zit, moet je een compensatie doorvoeren voor de relativiteit als je extreem nauwkeurige berekeningen wil maken.

2 keer 32 nanoseconden
Wetenschappers van de universiteit van Wageningen in Nederland hebben berekend welke invloed de relativiteit op het experiment heeft en ze komen tot de conclusie dat zowel bij vertrek als aankomst er een verschil is van 32 nanoseconden. Als je die bij elkaar optelt, krijg je 64 nanoseconden meer dan eerst gemeten en die rekenen mooi af met de 60 nanoseconden die de neutrino's te snel aankwamen om trager dan het licht te gaan.

En dus gaan de neutrino's niet sneller dan het licht en blijft de relativiteitstheorie overeind. Sterker nog, het experiment bevestigt nog eens dat als je geen rekening houdt met de relativiteit, je foutieve resultaten krijgt..

Bron

Eigen mening: De wetenschappers hadden er beter aan gedaan om te wachten met het naar buiten brengen van dit nieuws in plaats van meteen via de media rond te bazuinen dat ze de relativiteitstheorie van Einstein omver geblazen hadden. Nu blijkt dat ze het fout hadden en Einstein (tot nu toe nog steeds gelijk), hebben ze zich toch wel wat belachelijk gemaakt naar mijn mening.

Misschien lees je best ook altijd het artikel dat voorafgaat aan een vervolgartikel voordat je er een mening over vormt... En dan nog wel zo'n denigrerende (en erg ironische gezien je eigen fout).

__________________
"De jeugd van tegenwoordig houdt alleen maar van luxe, heeft slechte manieren en veracht de autoriteit.
Zij heeft geen respect voor oudere mensen. De jeugd verpraat de tijd terwijl er gewerkt moet worden, schrokt bij de maaltijden het voedsel naar binnen, legt de benen over elkaar en tiranniseert de ouders..."
- Socrates, 2400 jaar geleden... -

Neutrino's na tweede test opnieuw sneller dan het licht

Wetenschappers van de Europese Organisatie voor Kernonderzoek (CERN) hebben opnieuw vastgesteld dat het minuscuul deeltje neutrino sneller gaat dan het licht.
Het CERN kwam afgelopen september al tot die conclusie. De ontdekking stuitte toen echter op wereldwijd wantrouwen, want ze ondermijnt de relativiteitstheorie van Albert Einstein. Hij dacht dat niets sneller was dan het licht, dat met 300.000 kilometer per seconde afstanden aflegt.

De ontdekking was dus wereldnieuws maar riep tegelijkertijd vragen op over de juistheid van de metingen. Ook professor Stephen Hawking, de bekendste natuurkundige ter wereld, pleitte voor extra experimenten en verduidelijkingen.

En die zijn intussen gebeurd. De onderzoekers wijzigden het experiment lichtjes en stuurden opnieuw neutrino's van Genève naar een laboratorium in het Italiaanse San Grasso.

De deeltjes legden de ondergrondse afstand van 732 kilometer opnieuw nanoseconden sneller af dan de snelheid van het licht.

Bron: 18/11/11
www.hln.be (http://www.hln.be/hln/nl/961/Wetens...het-licht.dhtml)

Mening: Gianni was inderdaad iets te voorbarig met zijn mening te geven.

Nu het voor een tweede keer is klaargespeeld, kunnen we er niet meer om: er zijn deeltjes sneller dan het licht en ik vind dit een zeer belangrijke ontdekking. We komen steeds meer en meer te weten over dingen die normaal verborgen zouden kunnen blijven als we niet zoveel materiaal hadden om ze te ontdekken.

Dit stelt natuurlijk wel de relativiteitstheorie in vraag en ik vraag mij af wat dit teweeg gaat brengen. De dingen die we voor waar hebben aangenomen door deze theorie, kunnen we nu niet meer voor waar aannemen. Moet er een nieuwe theorie ontdekt worden of kunnen we verder met een deel van deze?

Veel vragen die we nu nog niet kunnen oplossen. Meer onderzoek is zeker vereist en natuurlijk zijn ze hier volop mee bezig. Ik ben zeker en vast benieuwd naar wat er nog allemaal ontdekt gaat worden door deze ontdekking!