Aqueles estranhos neutrinos mais rápidos que a luz? Mistério resolvido!

O Mistério dos Neutrinos foi finalmente resolvido. A Relatividade está Salva!

por Contra Almirante Marc Seven  |  Outubro, 15 de 2011
 

Aqueles estranhos neutrinos mais rápidos que a luz que o CERN pensou ter visto no mês passado podem ter desacelerado para uma velocidade que vai impedi-los de destruir completamente a física como a conhecemos. Em uma reviravolta irônica, a mesma teoria que esses neutrinos teriam desacreditado pode explicar exatamente o que aconteceu.
 
Em setembro, os físicos fizeram uma experiência em que eles enviaram feixes de neutrinos da Suíça para a Itália e mediram o tempo tomado pelas partículas para fazer a viagem. Mais de 15.000 experimentos, os neutrinos consistentemente chegaram cerca de 60 nanossegundos iniciais, o que significa 60 nanossegundos mais rápido que a velocidade da luz. A Teoria especial da relatividade de Einstein diz que isso deveria ser impossível: nada pode viajar mais rápido que a luz.
 
O fato de que o experimento deu os mesmos resultados tantas vezes sugeriu que uma das duas coisas era verdade: ou o neutrinos realmente eram mais rápidos que a luz e anunciavam uma nova era da física, ou houve alguma falha fundamental com o experimento, o que foi muito mais provável. Agora parece que o tal resultado mais rápido que a luz foi uma falha fundamental, e de forma adequada o suficiente, é uma falha que realmente ajuda a reforçar a relatividade, em vez de questioná-la.
 
O Experimento
 
O negócio é o seguinte: neutrinos se movem muito, muito rápido (ou perto da velocidade da luz, pelo menos), e a distância que eles viajaram neste experimento não foi (para um neutrino) lá tão grande, apenas 754,2 kilometros. Isto significa que, a fim de descobrir exatamente quanto tempo leva um dado neutrino para fazer a viagem, você precisa saber duas coisas muito, muito precisamente: a distância entre os dois pontos, e o tempo que o neutrino sai do primeiro ponto (a fonte) e chega ao segundo ponto (o detector).
 
No experimento original, os pesquisadores do CERN usaram o GPS para fazer a medição de distância e medição do tempo. Eles mediram a distância com uma precisão de de 20 centímetros, o que certamente é possível com GPS, e desde que os todos os satélites GPS transmitem um sinal de tempo extremamente preciso pelo rádio, eles também eram usados ​​como uma maneira de sincronizar os relógios que mediu o tempo neutrino de viagem. A equipe do CERN teve de contablilizar uma série de diferentes variáveis de fazer isso, como o tempo que levava para o sinal de clock viajar a partir do satélite em órbita para o chão, mas eles podem ter esquecido uma coisa fundamental: a relatividade.
 
Tudo é relativo
 
Relatividade é muito, muito estranha. Ela diz que coisas como a distância e o tempo pode mudar dependendo de como você olha para eles, especialmente se você está se movendo muito rápido em relação a outra coisa. No caso do experimento dos neutrinos, temos duas coisas em que pensar: os detectores no chão que medem onde e quando os neutrinos partem e chegam, e os satélites GPS lá no espaço que estamos usando como base para essas medidas. Uma vez que os satélites estão em órbita da Terra e se movendo muito mais rápido do que os detectores, dizemos que eles estão em um “quadro de referência”, diferente, o que apenas significa que o movimento dos satélites é significativamente diferente do que o movimento da Terra.
 
Parte do lance com a relatividade é que nenhum desses quadros de referência é o “correto”. De nossa perspectiva aqui na Terra, os satélites estão voando ao redor em órbita a cerca de 9.000 quilômetros por hora. Mas a perspectiva dos satélites, a Terra está girando a toda velocidade tão rápido, ea diferença de velocidades entre esses dois quadros de referência é grande o suficiente para que algumas coisas estranhas começem a acontecer.
 
A Perspectiva de um Satellite
 
Para entender como a relatividade alteraram a experiência de neutrinos, ajuda imaginar que você está pendurado em um desses satélites GPS, observando a Terra passar por debaixo de você. Lembre-se, a partir do quadro de referência de alguém sobre o satélite, não estamos em movimento, mas a Terra está. Conforme acontece a experiência de neutrinos, começamos a cronometrar o neutrino que sai da fonte na Suíça. Enquanto isso, o detector na Itália está se movendo tão rápido quanto o resto da Terra, e da nossa perspectiva está se movendo em direção à fonte. Isto significa que o neutrino terá uma distância ligeiramente mais curta para viajar do que seria se a experiência fosse parada. Nós paramos cronometro quando o neutrino chega na Itália, e calculamos que ela se move a uma velocidade que está confortavelmente abaixo da velocidade da luz.
 
“Isso faz sentido”, dizemos, e enviar o horário de início eo tempo de parada até aos nossos colegas na Terra, que tomam um olhar nossos números e se assustam. “Isso não faz sentido”, dizem eles. “Não há nenhuma maneira de um neutrino cobrir a distância que estamos medindo aqui no tempo que você mediu lá em cima sem ir mais rápido que a luz!”
 
E eles estão totalmente, 100% corretos, porque a distância que os neutrinos teve que viajar em seu quadro de referência é mais longa que a distância que os neutrinos tiveram que viajar em nosso quadro de referência, porque em nosso quadro de referência, o detector estava se movendo em direção a fonte. Em outras palavras, o relógio do GPS é bom pra caramba, mas desde que o relógio está em um referencial diferente, você tem que compensar a relatividade se você vai usá-lo para fazer medições de alta precisão.
 
Calminha aí
 
Pesquisadores da Universidade de Groningen, na Holanda foram analisar os números e quanto a relatividade deveria ter afetado o experimento, e descobriu que a compensação correta deve ser cerca de 32 nanossegundos adicionais em cada extremidade, o que precisamente cuida do aumento de velocidade 60 nanosegundos que os neutrinos originalmente parecia ter. Isso tudo tem que ser revisado e confirmado varias vezes, é claro, mas pelo menos por agora, parece que a teoria da relatividade não é apenas segura, mas se confirmou mais uma vez.
 
Fonte: Tech Review / FFESP
Noticia repassada por Michael Okuda em seu Facebook
Tradução: Alm. Marc Seven
Anúncios

3 comentários em “Aqueles estranhos neutrinos mais rápidos que a luz? Mistério resolvido!

  1. Vocês estão falando sério? Os satélites GPS não funcionariam como são se não levassem em conta os efeitos relativísticos, e isso que descreve o texto seria um erro grosseiro, digno de amadores, o que acredito quer não é o caso.

    • E mais…
      veja http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2011/10/15/followup-ftl-neutrinos-explained-not-so-fast-folks/ e http://en.wikipedia.org/wiki/Faster-than-light#OPERA_neutrino_anomaly e http://pt.wikipedia.org/wiki/T%C3%A1quion e http://pt.wikipedia.org/wiki/Mais_r%C3%A1pido_que_a_luz
      “Afinal, não muito tempo depois do anúncio, um físico perguntou se eles tinham contabilizado a dilatação do tempo gravitacional – como velocidade relativa, a gravidade também pode afetar o fluxo do tempo, jogando fora a medição – e os pesquisadores disseram que tinham. Eu tinha pensado em algo assim também. CERN e OPERA estão em latitudes diferentes, e uma vez que a Terra gira, eles estão se movendo em torno do eixo da Terra em velocidades diferentes.”
      ‎”Eu não acho que nós sabemos exatamente o que está acontecendo aqui ainda – a minha aposta ainda é na estatística, uma vez que não se mediu as velocidades de neutrinos individuais, mas as nuvens delas, tornando o momento exato muito mais difícil – mas é difíci,l dizem. Como a maioria dos outros cientistas, acho que em algum lugar abaixo da linha aqui um erro foi cometido.” “Mas se esiveramos errados, então nós começamos uma nova física, o que é ótimo! E se estamos certos e descobrir como, isso significa que futuros experimentos serão beneficiadas por esta. Win / win.” “Este novo resultado é interessante e pode muito bem estar certo, e ser o campo de amortecimento que rompe a bolha neutrino warp FTL. Mas eu vou esperar a reação dos experimentadores originais para ver o que eles dizem. Se aprendemos uma coisa de tudo isso, é que é melhor não tirar conclusões precipitadas.”

      Alm. Fabio: O pouco que entendi disso tudo é que o GPS calcula sua posição triangulando os diferentes satélites comparando o tempo de cada um, com isso eles calculam sua posição. No caso da posição ser fixa eles estavam usando o relógio para medir o tempo com precisão de um local para o outro. Para aplicações comuns como um GPS de carro ou relógio de corrida, não é colocado tanta precisão nos aparelhos. Já no CERN eles estavam usando equipamentos de alta precisão e a diferença encontrada foi na faixa de Nano-segundos, mesmo assim o que entendi é que eles não subtraíram a diferença de tempo que existe do GPS satélite para o GPS em terra, já que o GPS giram ao redor da Terra numa velocidade maior, existe essa diferença. Eu imaginava que os caras do Cerna saberiam disso. Achei um erro primário… Pelo fato do GPS estar numa velocidade mais rápida em órbita do que nós formigas na terra, a relatividade diz que um corpo em maior movimento “relativo” que o outro, o tempo passa mais devagar para quem está mais rápido… neste caso, alguns nano segundos mais lentos. Ou seja, quando receberam o tempo do satélite, ele estava atrasado, então acharam que o neutrino cheho nano segundo na frente… sacaram ? Eu ainda acho que os caras gastaram anos de projeto e bilhões de dólares e colocaram o reloginho errado pra contar e agora não querem nem dizer que sim nem que não, pois estariam afirmando um erro básico cometido por eles… O holandês que sacou o lance do GPS foi no ponto !

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s