2018. július 12-én az IceCube Neutrino Observatory tudósai bejelentették a nagy energiájú neutrinók felfedezését. Ez a felfedezés ismét megerősítette a huszadik század leghíresebb fizikusának a helyességét.
Még a titokzatos kísérteties részecskék is, amelyek alig lépnek kölcsönhatásba a rendes anyaggal, követik az általános relativitáselméletet, ismét megerősítve Einstein helyességét. A nagy energiájú szubatomi részecskék eddig a Lorentz-elv alátámasztására szolgálnak.
A Lorentz-elv az Einstein relativitáselméletének sarokköve, amely kimondja, hogy minden objektum a fizika törvényeit követi, mindaddig, amíg állandó sebességgel mozognak. A relativitáselmélet egyik aspektusa szerint minden tárgy ugyanazt a fénysebességet figyeli meg, még akkor is, ha maguk eltérő sebességgel mozognak. Egy millió kilométer / óra sebességgel haladó űrhajós ugyanazt a fénysebességet fogja megfigyelni, mint egy csiga, amely egy faluban jár egy utat. Megfigyelik a fény mozgását másodpercenként 299,792 kilométer sebességgel.
A tudósok azonban 1905 óta nem állították le Einstein relativitáselméletének tesztelését, azóta, hogy először közzétette. Az 1950-es években, amikor neutrinókat fedeztek fel, egyes szakértők azon tűnődtek, vajon a töltötlen részecskék megfelelnek-e a Lorentz-elvnek. A kutatók azon tűnődtek, vajon egy rejtélyes erő, amelyet Lorentz megsértésének hívnak, megváltoztathatja-e ezeket a tárgyakat viselkedésükben, megcáfolva Einstein elméleteit.
A vertikális neutrinók vízszintes átmenetének valószínűségének aránya az IceCube / The IceCube Collaboration obszervatóriumban.
A Nature Physics folyóiratban közzétett új tanulmányban a Cambridge-i Massachusetts Technológiai Intézet és a déli sark Amundsen-Scott állomásán működő IceCube Együttműködés kutatói megállapították, hogy még a neutrinók is engedelmesek a relativitáselméletnek.
Az egy gigatonna súlyú IceCube neutrinodetektor által két év alatt összegyűjtött adatok elemzése után a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy nem találtak olyan rendellenességeket, amelyek azt jelzik, hogy a neutrinók figyelmen kívül hagyják Einstein törvényeit.
"Lorentzt sértő eltéréseket keresettünk, de nem találtuk meg" - mondja a vezető szerző, a MIT fizikai professzora. "Ez lezárja a Lorentz megsértésének lehetőségéről szóló könyvet számos nagy energiájú neutrinó esetében nagyon hosszú ideig."
Promóciós videó:
A Lorentz-elvet követve a kutatók megjósolhatják, hogy az adott tömeg neutrínói milyen mértékben oszcillálnak. Ez azt jelenti, hogy a neutronnak bizonyos távolságokat kell megtennie, mielőtt muonássá válna. Az ezen elvtől való bármilyen eltérés elegendő lenne Einstein relativitáselméletének megfordításához, legalább a neutrino szintjén.
Ez a tanulmány és annak eredményei azonban kiemelkedő felfedezésekké váltak a tudomány világában, mivel a kutatóknak először volt lehetőségük nagy energiájú neutrinók tanulmányozására a Földön. És ha a Lorentz-sértés megtörténne, akkor ezt nagyon magas energiáknál könnyen fel lehet észlelni.
"Meg tudtuk határozni ennek a hipotetikus mezőnek a határait, amelyek sokkal, sokkal pontosabbak, mint az összes korábbi" - mondja Konrad.
Vladimir Mirny