Американські фізики показали, що теоретично передбачений ефект втрати енергії мюонними нейтрино, які рухаються з надсвітловою швидкістю, має проявлятися в експериментах на колайдері, де нейтрино можуть народжуватися під час розпаду топ-кварків.
Фізики з та (США) показали, як (ВАК) можна використати для перевірки даних про надсвітлові нейтрино.
нейтрино νμ, що рухаються швидше за світло у вакуумі, було виявлено в експерименті , про що ми у вересні. Пучок частинок, які надсилають до детектора з відстані ~730 км, мав середню енергію 17,5 ГеВ, і за цієї енергії швидкість νμ (v) перевищувала швидкість світла (c) приблизно на 7,5 км/с. Якщо c прийняти за одиницю, отриманий результат можна переформулювати у вигляді δ = v2 – 1 = 5•10–5.
Зовсім нещодавно цю інформацію було у додатковій серії дослідів. Проте теоретики не поспішають визнавати дані правильними, посилаючись на те, що співробітники колаборації OPERA не зареєстрували фізичних ефектів, які супроводжують надсвітловий рух нейтрино.
До таких ефектів належить американцями Ендрю Коеном (Andrew Cohen) і Шелдоном Ґлешоу (Sheldon Glashow) зменшення енергії νμ через випускання електрон-позитронних пар, аналогічне давно відомому випромінюванню. На думку вчених, цей процес має обмежувати енергію нейтрино, які досягають детектора OPERA, причому верхня межа лежить досить далеко від зазначеного вище середнього значення — на рівні 12,5 ГеВ. Інакше кажучи, практично всі нейтрино, що рухаються зі швидкістю, яка відповідає δ = 5•10–5, підходитимуть до детектора, зберігши не більш ніж 12,5 ГеВ енергії.
| Ємності для зберігання кріогенної рідини, які використовуються в експерименті ICARUS (фото ICARUS Collaboration). |
Останнє твердження суперечить не лише вимірюванням OPERA, а й даним експерименту , який проводять у сусідньому залі підземної і який використовує той самий пучок мюонних нейтрино. Минулого року детектор ICARUS, заповнений 760 тоннами надчистого рідкого аргону, проходив випробування, і відновлений за їхніми результатами спектр νμ не виявив спотворень, про які говорять Коен і Ґлешоу. Крім того, детектор міг би безпосередньо зареєструвати передбачені «черенковські» події типу νμ → νμ + е+ + е–, але нічого подібного не було зафіксовано. Звідси, за словами представників ICARUS, , що величина δ не перевищує 4•10–8.
| Залежність кількості «черенковських» пар частинок, які міг зареєструвати детектор ICARUS у 2010 році, від величини δ. За δ = 5•10–5 розрахункова кількість електрон-позитронних пар перевищує 2•106. (Ілюстрація ICARUS Collaboration.) |
Автори нової також планують безпосередньо реєструвати електрони й позитрони, які випускають надсвітлові частинки. Як джерело нейтрино з потрібними енергіями (що дають змогу розраховувати на народження електрон-позитронної пари в межах детектора) фізики пропонують використати ВАК: тут у зіткненнях протонів народжуються (і топ-антикварки), які потім можуть розпадатися з утворенням нейтрино. Як показують обчислення, нинішньої енергії пучків протонів на колайдері (3,5 ТеВ) і накопиченої має вистачити для перевірки даних OPERA.
Панове Коен і Ґлешоу називають методику, знайдену їхніми американськими колегами, дієвою, але саме завдання опрацювання великого масиву даних ВАК здається їм надто складним і трудомістким. Звісно, виявлення шуканих електрон-позитронних пар стало б серйозним аргументом на користь надсвітлових нейтрино, але ймовірніший негативний результат лише підтвердить уже наявну інформацію й не дасть змоги встановити, хто саме — колаборація OPERA чи теоретики — припустився помилки.
Підготовлено за матеріалами .
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (8):
Если допустить что законы СТО нарушаются, то почему должно остаться черенковское излучение?
К lambda1983 от 24 Ноября 2011, 13:15
А никто не говорит что они должны нарушаться. Если скорость света не максимальная, то это еще не значит, что СТО не верна. В основе СТО нет постулата о том что скорость света - максимальная скорость.
Есть такой постулат. В СТО существует предельная скорость распространения взаимодействий, совпадающая со скоростью света в вакууме.
В принципе, если допустить что предельная скорость не совпадает со скоростью света в вакууме, то уравнения СТО формально не изменятся, но зато изменятся уравнения электромагнитного поля, что, на самом деле, совсем не лучший вариант, так как уравнения Максвелла проверены гораздо точнее чем уравнения СТО!
К lambda1983 от 25 Ноября 2011, 0:43
А я утверждаю что нету. В СТО есть только один постулат, что законы физики должны быть одинаковыми в ИСО, и как следствие должна существовать предельная скорость относительного движения двух ИСО.
Ландау, Лившиц "Теория поля", п.1
Сформулировать теорию без постулата о скорости света можно, но тут будут свои проблемы, см. предыдущий ответ
К lambda1983 от 25 Ноября 2011, 1:25
Во первых,того что вы говорили в ЛЛ нет, а во вторых, я надеюсь вы не думаете что вся СТО ограничивается 1 параграфом в ЛЛ?К сожалению, эта дискусия выходит за рамки научной, поэтому я ее прекращаю. В Ландавшице написано "скорость распространения взаимодействия является универсальной постоянной. Эта постоянная скорость одновременно является, как будет показано в дальнейшем <из уравнений Максвелла> скоростью распространения света в пустоте. Еще могу посоветовать две оригинальные статьи Эйнштейна 1905 года.
К lambda1983 от 25 Ноября 2011, 11:04
> В Ландавшице написано "скорость распространения взаимодействия является универсальной постоянной.
Ну так я это и говорю, скорость света это закон природы, согласно СТО он должен выполнятся во всех инерциальных СО, следовательно, скорость света одна и та же во всех ИСО. В уравнения Максвелла она входит вообще как некоторый коэффициент при действии, который имеет размерность скорости.