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In dem riesigen unterirdischen INFN Gran Sasso Labor in den italienischen Abruzzen wurden die in CERN losgeschickten Neutrinos nachgewiesen. Verblüffenderweise waren sie um durchschnittlich 60 Nanosekunden kürzer unterwegs als erwartet.
Genf/Hamburg - "Dieses Resultat ist eine komplette Überraschung", meint Antonio Ereditato, Professor für Hochenergiephysik an der Universität Bern und Leiter des OPERA-Projekts am Kernforschungszentrum CERN bei Genf. Was die Wissenschafter so sehr verblüffte, ist ein Messergebnis, das an den Grundfesten der Physik rüttelt: Es scheint, als waren Neutrinos, die im Rahmen des OPERA-Experiments in CERN losgeschickt wurden und nach einer 730 Kilometer langen Reise durch die Erde schliesslich in einem Untergrund-Labor in den Bergen bei Rom ankamen, rund 0,025 Promille schneller unterwegs als das Licht. Nach Albert Einsteins Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit eine unüberwindliche Grenze - bisher wurde sie in keinem Experiment durchbrochen.
"Falls diese Messungen bestätigt werden, könnten sie unsere Sicht auf die Physik verändern", erläuterte CERN-Forschungsdirektor Sergio Bertolucci. "Aber wir müssen sicher sein, dass es keine anderen, banaleren Erklärungen gibt. Das erfordert unabhängige Messungen."
Bei dem OPERA-Experiment spähen Physiker im unterirdischen INFN Gran Sasso Labor in den italienischen Abruzzen nach den winzigen Elementarteilchen, die Materie praktisch widerstandslos durchdringen können. Das Projekt wurde 2006 gestartet, um die Umwandlung von verschiedenen Neutrino-Typen ineinander zu beweisen - was den Forschenden aus der Kollaboration von 13 Ländern auch gelang; letztes Jahr wurde die Verwandlung von Müon-Neutrinos in Tau-Neutrinos nachgewiesen.
60 Nanosekunden schneller als erwartet
Die Strecke, die die Neutrinos zwischen CERN und dem Labor in den Abruzzen zurücklegen, ist nach CERN-Angaben auf 20 Zentimeter genau vermessen. Die rund 2,4 Millisekunden lange Flugzeit lasse sich auf 10 milliardstel Sekunden (Nanosekunden) genau bestimmen. Die Forscher haben die Flugzeit von rund 15.000 Neutrinos gestoppt und damit eine relativ hohe statistische Sicherheit erreicht. Die geisterhaften Elementarteilchen scheinen demnach im Mittel rund 60 Nanosekunden früher aufzutauchen als erwartet.
Noch sind die Forscher noch weit davon entfernt, in den Beobachtungen eine Verletzung von Einsteins Relativitätstheorie zu sehen. "Dieses Ergebnis kann große Auswirkungen auf die geltende Physik haben - so groß, dass zurzeit eine Interpretation schwierig ist. Weitere Experimente für die Bestätigung dieser Daten müssen unbedingt folgen.", betonte Ereditato. Möglich ist etwa, dass ein - trotz intensiver Suche - unentdeckter systematischer Fehler die Abweichung der Messwerte verursacht. Auch andere physikalische Erklärungen sind denkbar.
Diskussion der Ergebnisse in der Fachöffentlichkeit
"Nach vielen Monaten Analyse und Prüfung haben wir keinen Instrumenten-Effekt gefunden, der die Messergebnisse erklären könnte", schränkte Ereditato ein. In der Hoffnung auf eine Erklärung wollen die Forscher die Beobachtungen daher jetzt in der Fachöffentlichkeit diskutieren und haben sie dazu im Internet veröffentlicht.
"Obwohl wir eine niedrige systematische Unsicherheit und eine hohe statistische Genauigkeit erreicht haben und großes Vertrauen in unsere Resultate haben, begrüßen wir es, sie mit denen anderer Experimente zu vergleichen", betonte Opera-Physiker Dario Autiero. (red/APA)
Abstract
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elektromagnetische Strahlung (Licht) breitet sich in Materie langsamer aus als im Vakuum. http://de.wikipedia.org/wiki/Lich... in_Materie
Teilchen können daher in Materie durchaus schneller als Licht sein und wenn sie geladen sind, in Dielektrika dadurch Licht auslösen. http://de.wikipedia.org/wiki/Tsch... nkow-Licht
Worauf bezieht sich also der Unterschied? Auf die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum oder auf die geringere Lichtgeschwindigkeit im Medium?
bitte exakt formulieren!
Danke für das rote Stricherl!
...mag sein, dass "man" die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit meint, mir war es jedenfalls nicht so klar. Wenn man mit Brechungsindices zu tun und außerdem keine Ahnung von der Wechselwirkung von Neutrinos mit Materie hat, dann stellen sich eben solche Fragen.
Und Fragen stellen wird doch wohl noch erlaubt sein!
wie war das noch? ...es gibt keine dummen Fragen, nur dumme...
Es war auch nicht das Ziel, ein Wettrennen zwischen einem Neutrino und einem Photon zu veranstalten.
Es geht auch nicht primär um die Geschwindigkeit von Licht, sondern darum, dass die Neutrinos die (bis heute gültige) obere Grenze von fast 300 000 km/s überschritten zu haben scheinen.
eigentlich gilt diese grenze überall, bloß dass die erde etwas weniger vakuum ist, als der raum runderhum (aber auch nicht viel mehr). atome sind hauptsächlich vakuum. dass "licht" durch materia langsamer ist, ist eigentlich ein vorurteil, weil viele leute immer noch glauben, dass licht eine welle ist.
aber im prinzip haben sie ja recht: wer sagt, dass durch den erdmantel hindurch nicht besondere effekte aufgetreten sind, die dies verursacht haben. dann wäre es umso spannender, herauszufinden, was es genau war, und ob sich das irgendwie nutzen ließe.
Sollte es so sein dass die Geschwindigkeit der Neutrinos beeinflusst wird vom Inhalt des Raumes, den sie durchqueren, dann könnte man das für Dichtemessungen o.ä. verwenden. Ein Neutrinotomograph. Aber ich glaub' da wird vorher noch der Quantencomputer fertig.
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