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FASTER THAN THE SPEED OF LIGHT: THE ECONOMIST RILANCIA

Domani, sulla prestigiosa rivista "The Economist" comparirà uno dei tanti articoli che in tutto il mondo sono nati sull'onda della sensazione prodotta dall'annuncio che i neutrini lanciati dal CERN sul rivelatore di OPERA sono arrivati ben 60 nanosecondi (1 nanosecondo = 1 miliardesimo di secondo) prima di quanto avrebbe impiegato la luce. Sicuramente una notizia che rimarrà nella storia, come nella storia è rimasta l'idea che Einstein dopotutto avrebbe potuto anche avere torto. 
Questa convinzione, seppur sopita per più di 100 anni, ora si è risvegliata con la potenza dirompente di cento atomiche rimbalzando dalla rete ai media di tutto il mondo. La mia personale convinzione è che eticamente parlando occorra fare molta attenzione nell'esprimere più che i semplici fatti sperimentali. Il rischio è di esprimere e divulgare idee che per la fretta e l'emozione del momento, esprimono un quadro alterato della situazione e che per la loro parzialità, compromettano la fiducia dell'intera umanità verso la scienza e i progressi che la ricerca in campo fisico e la stessa teoria della relatività, hanno prodotto e introdotto in campo tecnologico in questi cento anni.

Come ho già avuto l'opportunità di affermare in un precedente articolo, se le misurazioni di OPERA venissero confermate, si avrebbe la certezza che oltre alla materia, che per semplicità chiamiamo ordinaria e che abita le quattro dimensioni spazio-temporali descritte dalla relatività di Einstein, ne esista altra (tachionica) che ha la possibilità di abitare o trasferirsi oltre la barriera della velocità della luce attraverso una o più dimensioni ancora sconosciute. Questa possibilità non è nuova al mondo della fisica che fin dalla metà degli anni cinquanta ha tentato teoricamente e sperimentalmente di trovare indizi sull'esistenza di particelle superluminali, quindi con velocità superiori a quella della luce ben conoscendo i limiti imposti dalla teoria della relatività.

I tachioni avrebbero come caratteristica fondamentale quella di avere una massa "immaginaria" nel senso matematico del termine, quindi non visibile nel mondo reale (proprio come quella del neutrino) ma la cui energia è reale e misurabile proprio perché il fattore gamma di Lorenz è anch'esso immaginario (l'immaginario si semplificherebbe matematicamente dando origine ad una energia reale) quando la loro velocità è superiore a quella della luce.

I tachioni seguirebbero perciò regole speculari rispetto a quelle previste per la massa reale in relatività, cioè un tachione non può mai viaggiare a velocità inferiore a quella della luce nel vuoto e contrariamente a ciò che accade a particelle di massa reale, la sua velocità cresce sempre al diminuire dell'energia.

Comunque non è vero, come l'articolo di "The Economist" afferma, che dopo questa scoperta tutto dovrà essere cambiato, infatti se le misurazioni saranno confermate da nuovi esperimenti si aprirebbero nuovi interrogativi e nuovi spazi per la congettura, senza però alterare più di tanto lo stato delle conoscenze fisiche ormai sperimentalmente consolidate.
Una delle spiegazioni più gettonate del perché i neutrini viaggiano a velocità superiore a quella della luce è offerta dalla teoria delle stringhe menzionata anche dall'articolo di "The Economist".

Purtroppo però e contrariamente a quanto comunemente si afferma, anche la teoria delle stringhe a causa di questo inatteso risultato dovrebbe essere fortemente ripensata. Infatti, contrariamente a quanto comunemente affermato, le teorie delle stringhe crollerebbero tutte tranne una, quella associata alla stringa bosonica a 26 dimensioni, l'unica che ammetterebbe l'esistenza dei tachioni, ma in questo caso il nostro universo sarebbe abitato solo da bosoni e non da fermioni, quindi ci sarebbero solo forze e non materia, cosa che chiunque comprende essere impossibile.
Quindi piantiamola di dire che la relatività non è più valida, diciamo pittosto che d'ora in avanti ci aspetta un periodo di profonda riflessione dal quale anche la relatività di Einstein, sicuramente dopo una buona ristrutturata, potrebbe uscirne lustra e rinvigorita in un universo magari con qualche dimensione in più di quelle che fin'ora abbiamo conosciuto.

Qui di seguito l'articolo in edicola domani sul "The Economist"

What does an experiment that seems to contradict Einstein’s theory of relativity really mean?
In  1887 physicist where  feeling pretty smug about their subject. They thought they understood reality well, and that the future would just be one of ever more precise measurements. They could not have been more wrong. The next three decades turned physics on its head, with the discovery of electrons, atomic nuclei, radioactivity, quantum theory and the theory of relativity. But the great of in the pearl for all this was a strange observation made that year by two researchers called Albert Michelson and Edward Morley that the speed of light was constant, no matter how fast the observer was travelling.
  Some physicists are wondering whether their subject has just had another Michelson Morley moment. On September 23rd researchers at CERN, Europe’s main physics laboratory, theory postulates are hidden among the familiar four of announced that subatomic particles called neutrinos had apparently sped from the lab’s headquarters near Geneva, through the Earth’s crust, to an underground detector 730km (450 miles) away around 60 billionths of a second faster than light would take to cover the same distance (see page 85). The difference in speed is tiny, but the implications are huge.
  As every schoolboy (and journalist with access to Wikipedia) knows, this flies in the face of special relativity, a theory devised by Albert Einstein precisely to explain the observation of Michelson and Morley. Special relativity, which physicists thought they had tested almost to destruction, and found not wanting, states that as objects speed up, time slows down. Time stops altogether on reaching the 299,792,458 metres per second at which light zaps through a vacuum. Go any faster and you would be moving backwards in time.
  If CERN’s neutrinos really are travelling faster than light, it is therefore a big deal. Modern physicists, aware of the hubris of their 19th century predecessors, have never thought their subject closed. But nor have they found a chink in the armour of relativity that they could use to prise the whole thing open. This would be such a chink. Their caution in the face of the result the public statements that it is probably explained by ex perimental error, even though the researchers involved have been over their equipment with a fine-tooth comb-is under standable. No one wants to get egg on his face by having missed something obvious.

A theory of everything
If the result is true, though, it does change everything. In particular, the likely explanation is that the neutrinos are taking a short cut through one of the extra dimensions which string length, breadth, height and time. Measured along this five dimensional route, Einstein might still be right. (It would not so much be that he made a mistake as that he did not know the whole story.) Indeed, moving beyond four dimensions in this way would also allow physicists to try to integrate Einstein’s work with quantum theory, the other great breakthrough of 20th century physics, but one which simply refuses to overlap with relativity. A unified theory of everything, including perhaps as many as 11 dimensions, would then beckon.
  That is a lot to hang on a single, uncon rmed observation. But then, in 1887, no one could have foreseen the consequences of the Michelson Morley experiment. If a glitch is found in CERN’s result, the whole thing will rapidly be swept under the carpet and forgotten. If there is no glitch, an astonishing future of understanding beckons.

2 commenti:

roberto ha detto...

L'esperimento del CERN in realtà NON è originale, ma è stato scopiazzato.

L'esperimento originale si chiamava MINOS, ed è stato fatto dagli americani del FERMILAB di Chicago nel 2007, con gli stessi risultati (a meno degli errori strumentali)

ecco il link dei risultati MINOS 2007:

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0706/0706.0437v3.pdf


Quindi come minimo il CERN doveva condividera la gloria dell'annuncio con il Fermilab di Chicago (che ha ideato l'esperimento originale)

Giordano ha detto...

Egregio Prof. Auci,
Io invece sono d’accordo con l'articolo di "The Economist" quando afferma, che dopo questa scoperta nella fisica tutto dovrà essere cambiato, certo dopo le opportune verifiche del caso; capisco che il mio parere è condizionato dalla diffidenza che nutro per le teorie della relatività.

Certo Lei mi potrebbe dire queste teorie sono ampiamente accettate dalla comunità scientifica e per questo meritano rispetto, ed è vero, io però le chiedo, perché non si è usata la stessa pignoleria anche per verificare i fatti sperimentali che confermano le teorie? vedi rallentamento degli orologi atomici, le stelle doppie di De Sitter, l’aumento di massa, il decadimento dei muoni, la precessione del perielio dell’orbita di Mercurio ecc.. A mio parere questi fatti sono stati frettolosamente accreditati come conferma alle teorie di Einstein.

Se mi sbaglio come Lei pensa, potremmo riverificarlo insieme cosi i suoi lettori potranno capire perché la relatività deve essere accettata e merita solo una ristrutturazione per riproporla più valida e “rinvigorita in un universo magari con qualche dimensione in più di quelle che fin'ora abbiamo conosciuto”.

Dico questo perché sarebbe utile capire per verificare se le teorie proposte hanno delle basi solide per spiegare l’Universo, come le ho già detto nel mio sito parto dal basso, dai singoli fatti fisici, faccio questo per far avvicinare i lettori alla fisica di base, sentire il bisogno di capire i fatti che ci circondano www.lafisica.info così da farsi un’idea e capire meglio tutte le teorie proposte.

Invece Lei pensa che sia più utile accettare le teorie relativistiche a prescindere dai fatti sperimentali, ed al massimo è disposto ad eseguire una ristrutturazione della teoria.

La ragione scientifica e la nostra logica meritano di più, non dobbiamo agevolare nessuna teoria a discapito di altre, perché loro ci ripagherebbero solo con delle false verità.
Cordialmente la saluto