OPERA målte partikler som gikk raskere enn lysets hastighet

[-trygve]

er det ikke mer sannsynlig at jorda "blobbet" litt ut som følge av gravitasjonspåvirkning e.l. slik at de feilkalkulerte distansen mellom cern og italia? eller noe slik!

Det er i utgangspunktet meningen at feilmarginen tar høyde for slike ting.

 

Det er viktig å forstå hvordan usikkerheten i en måling er beregnet. Det er to klasser av usikkerhet - statistisk og systematisk. Den statistiske usikkerheten er knyttet til tilfeldigheter i måleprosessen og i prosessen man måler på. Statistisk usikkerhet fører til at man får en viss spredning i måleresultatene. Forutsatt at datasettet ikke er for lite vil denne spredningen følge en gaussisk fordeling. Dermed vil de fleste resultatene hope seg opp omkring middelverdien, mens noen få vil ha store avvik fra middelverdien, og fordelingen vil være symmetrisk omkring middelverdien. Det er denne middelverdien som skal rapporteres som resultat, mens standardavviket til fordelingen rapporteres som den statistiske usikkerheten på resultatet. Statistisk usikkerhet er generelt enkel å håndtere og er utvilsomt behandlet riktig av OPERA-folkene.

 

Systematisk usikkerhet er en langt mer komplisert historie. Dette omfatter all usikkerhet som ikke passer inn i boksen statistisk. Systematisk usikkerhet gir ofte ikke en symmetrisk fordeling omkring den "sanne" verdien, men kan gjerne forårsak et systematisk skift i en retning. Det finnes dessverre ingen fast prosedyre for hvordan man skal beregne den systematiske usikkerheten; man må bare ta med alle mulige kilder man kommer på og vurdere effekten av de så godt man kan. Hvis det er en kilde til systematisk usikkerhet OPERA-folkene ikke har tenkt på kan det være forklaringen på hvorfor de måler en hastighet større enn lyshastigheten.

 

Et eksempel på systematisk usikkerhet er påvirkningen fra tidejord (dvs jorden strekkes av månen tilsvarende til havet, men med mindre amplitude). Dette vil på noen tidspunkt gjøre avstanden mellom CERN og Gran Sasso kortere og på andre tidspunkt lengre. Nå tror jeg ikke at det er denne effekten som har lurt OPERA. For det første har tidejord-effekten overrasket høyenergifysikkmiljøet før (energimodulasjoner i LEP), så det er lite sannsynlig at de har glemt det denne gangen. Dessuten vil tidejord gi en tidsvarierende hastighetsmåling, og det burde de ha oppdaget og undersøkt nøyere.

 

Min gjetning er at det er en annen systematisk usikkerhet i avstandsmålingen mellom CERN og Gran Sasso som har lurt OPERA. Foreløpig har jeg ikke fått satt meg inn i detaljene om hvordan eksperimentet deres er utført, og jeg har ikke sett i det hele tatt på hvordan de måler avstanden mellom CERN og Gran Sasso. Men for å nå den presisjonen de hevder må denne avstanden på 732 km måles med ikke større enn 20 cm usikkerhet, så det høres ekstremt krevende ut. De trenger også en tidsoppløsning (og synkronisering!) på omkring 10 ns som også er ekstremt krevende, men antakelig mulig ved hjelp av GPS.

 

Forøvrig vil jeg anbefale å lese hva Matt Strassler skriver om saken. Han er en teoretisk fysiker som tidligere jobbet på Fermilab, nå på Rutgers University. I bloggen sin kommer han med edruelige og svært innsiktsfulle kommentarer om det som skjer i høyenergifysikkverden.

[aklla]

Slik jeg forstod det, har de kjørt de tallene de har fått titusner av ganger for å sjekke om det er feil, og at de når tar kontakt med andre vitenskapsmenn for å høre om de kan reprodusere dette.

 

Men tidsmaskin? Sorry, men tiden er et mennesklig konstruksjon. Tid finnes ikke.

Definisjonen for tid er mennesklig konstruksjon, tiden i seg selv er det ingen som har lagd.

Akkurat det samme som at definisjoner for avstand er konstruert, men avstand har alltid vært der...

 

Tid er heller ikke statisk, satelitter må ta høyde for at deres tid går raskere enn på jorden. Så strengt tatt er det allerede mulig å "reise" fremover i tid.

 

Lurer på hva som kommer ut av det, sikker på at partikkelet ikke har senket sin egen tid i stedet, slik at det virket som om det reiste raskere enn lyset, men fra partkkelet sitt synspunkt ikke gjorde det?

 

Uansett spennende resultater

[FullColor]

Se om jeg forstod dette riktig, tiden går vel ikke faktisk fortere for satelitter i objektiv forstand ? Men at tiden måles fortere. Altså om en klokke går fortere eller sub atomiske partikler "vibrerer raskere" betyr vel ikke det at ting eldes fortere også, som om tiden faktisk gikk fortere som i en sci-fi film.

 

Uansett noen har vel lagd tiden, for det står det ike skrevet at Gud er utenfor både tid og rom ? Han som skapte alt gjorde vel tiden også da kunne jeg tenke meg.

Endret 23. september 2011 av FullSpectrum

[-trygve]

Se om jeg forstod dette riktig, tiden går vel ikke faktisk fortere for satelitter i objektiv forstand ? Men at tiden måles fortere. Altså om en klokke går fortere eller sub atomiske partikler "vibrerer raskere" betyr vel ikke det at ting eldes fortere også, som om tiden faktisk gikk fortere som i en sci-fi film.

 

Jo, i følge relativitetsteorien går tiden raskere i objektiv forstand. Enhver fysisk prosess som kan brukes til å måle tid tilstrekkelig nøyaktig vil kunne brukes til å observere denne endringen. Det kan være vanskelig å forstå, men har vært bekreftet eksperimentelt igjen og igjen, og det er ikke noe kontroversielt.

[aklla]

Se om jeg forstod dette riktig, tiden går vel ikke faktisk fortere for satelitter i objektiv forstand ? Men at tiden måles fortere. Altså om en klokke går fortere eller sub atomiske partikler "vibrerer raskere" betyr vel ikke det at ting eldes fortere også, som om tiden faktisk gikk fortere som i en sci-fi film.

 

Uansett noen har vel lagd tiden, for det står det ike skrevet at Gud er utenfor både tid og rom ? Han som skapte alt gjorde vel tiden også da kunne jeg tenke meg.

Tiden(alle aspekter av den), slik vi kjenner den, går raskere hos satelittene, om du bosetter deg på en satelitt vil du eldres saktere enn de på jorden, sett fra jorden.

 

Gud kan du fint holde uten for denne tråden, om du vil kan du opprette en egen tråd om det under "Religion, filosofi og livssyn".

Endret 23. september 2011 av aklla waits for alice

[SeaLion]

Tiden(alle aspekter av den), slik vi kjenner den, går raskere hos satelittene, om du bosetter deg på en satelitt vil du eldres saktere enn de på jorden, sett fra jorden.

Du vil eldes raskere, sett fra jorden. Hvis du bosetter deg på en GPS-satelitt, ca 20.000 km over bakken, så går tiden der ca 38 mikrosekunder raskere per døgn enn nede på bakken.

 

Dette er lagt inn i klokkene ombord på GPS-satelittene, de er stilt til å gå litt saktere enn normalt før oppskyting av satelitten, dermed går de synkront når satelitten er i bane. Hvis man ikke hadde tatt hensyn til dette ville GPS-systemet hatt en feilvisning på ca 12 km per døgn.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Error_analysis_for_the_Global_Positioning_System#Relativity

[Laurbb]

Dette er jo mildt sagt utrolig spennende. Nå skal man ikke se bort fra kliniske feil i eksperimentet, men det er vel også mulig at man har reist en relativ hastighet høyere enn lysets hastighet uten nødvendigvis å ha brutt hastigheten. (Såvidt jeg vet er det ingen kvaler mot å ta 'snarveier' f.eks ved hjelp av rombøyning som gir en relativt hastighet raskere enn lysets sett fra de utenforstående uten at selve nøytrinoet noensinne brøt hastigheten? Litt usikker her).

[aklla]

Dette er jo mildt sagt utrolig spennende. Nå skal man ikke se bort fra kliniske feil i eksperimentet, men det er vel også mulig at man har reist en relativ hastighet høyere enn lysets hastighet uten nødvendigvis å ha brutt hastigheten. (Såvidt jeg vet er det ingen kvaler mot å ta 'snarveier' f.eks ved hjelp av rombøyning som gir en relativt hastighet raskere enn lysets sett fra de utenforstående uten at selve nøytrinoet noensinne brøt hastigheten? Litt usikker her).

Å bøye rommet på jorden ville man vel merket på flere måter antar jeg.

Eller?

Er vel strengt tatt ingen som vet tror jeg, aner ikke.

 

Det finnes vel mange teorier om å forflytte seg fra A til B raskere enn det lyset kan, men da ved å forkorte veien i stedet for å reise raskere, og dermed ikke bryte lysets hastighet. Men kan man virkelig anta at en slik effekt kan oppstå lokalt på jorden?

Skeptisk til at det er det som har skjedd, men uansett, ett partikkel som har flyttet seg fra A til B på kortere tid enn lyset bruker er uansett revolusjonerende, uavhengig av hvordan det kom seg frem.

[Laurbb]

Å bøye rommet på jorden ville man vel merket på flere måter antar jeg.

Eller?

Er vel strengt tatt ingen som vet tror jeg, aner ikke.

 

Det finnes vel mange teorier om å forflytte seg fra A til B raskere enn det lyset kan, men da ved å forkorte veien i stedet for å reise raskere, og dermed ikke bryte lysets hastighet. Men kan man virkelig anta at en slik effekt kan oppstå lokalt på jorden?

Skeptisk til at det er det som har skjedd, men uansett, ett partikkel som har flyttet seg fra A til B på kortere tid enn lyset bruker er uansett revolusjonerende, uavhengig av hvordan det kom seg frem.

 

Tja, gravitasjon i seg selv bøyer jo rommet, det er jo derfor lys f.eks blir påvirket av gravitasjon selv om det ikke har en masse. Når man reiser så langt som 732 kilometer skal man ikke se bort i fra at en viss rombøyning som følge av jordens masse oppstår på veien. De skulle vel strengt tatt foretatt eksperimentet langs en rett linje i verdensrommet.

 

Syns selv uansett det er mer sannsynlig at noe slikt har skjedd enn at lyshastigheten faktisk er brutt. Det er jo en veldig god grunn til at det er så vanskelig å oppnå lysets hastighet, med mindre vi da har feilberegnet det. Hadde det vært så enkelt som å bare akselerere raskt nok ville vi jo klart dette for lenge lenge siden. Men ja, revolusjonerende er det jo uansett om eksperimentet stemmer, men om det gjør det må det ligge noe et eller annet spesielt tilfelle til grunne for at det går an.

[aklla]

Tja, gravitasjon i seg selv bøyer jo rommet, det er jo derfor lys f.eks blir påvirket av gravitasjon selv om det ikke har en masse. Når man reiser så langt som 732 kilometer skal man ikke se bort i fra at en viss rombøyning som følge av jordens masse oppstår på veien. De skulle vel strengt tatt foretatt eksperimentet langs en rett linje i verdensrommet.

 

Syns selv uansett det er mer sannsynlig at noe slikt har skjedd enn at lyshastigheten faktisk er brutt. Det er jo en veldig god grunn til at det er så vanskelig å oppnå lysets hastighet, med mindre vi da har feilberegnet det. Hadde det vært så enkelt som å bare akselerere raskt nok ville vi jo klart dette for lenge lenge siden. Men ja, revolusjonerende er det jo uansett om eksperimentet stemmer, men om det gjør det må det ligge noe et eller annet spesielt tilfelle til grunne for at det går an.

Gravitasjonen bøyer rommet ja, men det skal være ganske drastisk påvirkning for at ett partikkel skal tilsynelatende gå raskere enn lyset. Gravitasjonen er ganske statisk her på jorden.

Men, jeg syntes begge deler virker like usansynlg, det samme syntes jeg egentlig om forvrenging/endring av tid.

 

Ser for meg STORE problemer med å finne ut hvordan partikkelet tilsynelatende forflyttet seg raskere enn lyset, om de finner ut at det ikke er en feil ett eller annet sted.

[cuadro]

Er det noen som kan avkrefte med en gang at dette ikke bare er et display av Cherenkov-effekten? Ville vært ganske flaut.. Ellers et utrolig funn!

 

Ingen?

[soulless]

Litt info sakset fra AP:

 

Stephen Parke, head theoretician at the Fermilab, said there could be a cosmic shortcut through another dimension - physics theory is full of unseen dimensions - that allows the neutrinos to beat the speed of light.

 

Indiana University theoretical physicist Alan Kostelecky says there may be situations when the background is different in the universe, not perfectly symmetrical as Einstein says. Those changes in background may change both the speed of light and the speed of neutrinos.

 

But that doesn't mean Einstein's theory is ready for the trash heap, he said.

 

"I don't think you're going to ever kill Einstein's theory. You can't. It works," Kostelecky said, adding there are just times when an additional explanation is needed.

 

If the European findings are correct, "this would change the idea of how the universe is put together," Columbia's Greene said.

 

But he added: "I would bet just about everything I hold dear that this won't hold up to scrutiny."

 

Uansett, kjempespent på om dette kan reproduseres i andre laber - og ev. hvis ja, hva vi vil kunne bruke denne nye kunnskapen til.

[-trygve]

Dette er jo mildt sagt utrolig spennende. Nå skal man ikke se bort fra kliniske feil i eksperimentet, men det er vel også mulig at man har reist en relativ hastighet høyere enn lysets hastighet uten nødvendigvis å ha brutt hastigheten. (Såvidt jeg vet er det ingen kvaler mot å ta 'snarveier' f.eks ved hjelp av rombøyning som gir en relativt hastighet raskere enn lysets sett fra de utenforstående uten at selve nøytrinoet noensinne brøt hastigheten? Litt usikker her).

 

Det er riktig at snarveier i rommet ikke utelukkes av den generelle relativitetsteorien, men de krever ganske eksotiske gravitasjonsfelt og/eller ekstra romlige dimensjoner. Gravitasjonsfeltet til jorden har vi god kontroll på, så det skulle ikke skape noe problem. Ekstra romlige dimensjoner er noe man har lett etter i mange eksperimenter uten å finne det. Om det er mulig å lage en teori med ekstra romlige dimensjoner som kan forklare dette resultatet aner jeg ikke. Artikkelforfatterene har vært fornuftig nok til å kun rapportere resultatene uten å prøve å tolke de inn i en eller annen modell.

 

Etter å ha lest artikkelen har inntrykket mitt blitt litt endret. Det ser ut til at lengemålingen er noe de har god kontroll på, mens tidsmålingen er den store utfordringen. Nøytrinoene lages ved hjelp av proton-skurer som sendes inn mot et mål der de kolliderer og lager nye partikler. Det er når disse nye partiklene henfaller at nøytrinoene lages. Hver protonskur varer 10µs. Siden nøytrinoer er så svakt vekselvirkende blir kun en svært liten andel av nøytrinoene detektert når de kommer frem til detektoren i Gran Sasso. Det er derfor ikke mulig å si sikkert ut fra målingene akkurat når de første og de siste nøytrinoene fra en bestemt partikkelskur nådde frem. I stedet må man måle fordelingen av tidspunkter man mottar nøytrinoer og ved hjelp av en ganske komplisert sannsynlighetsberegning som sammenligner med tidsfordelingen på utsendte nøytrinoer for å finne eventuelle tidsavvik. Det ser ut til at de har gjort en grundig jobb her, men med en så komplisert oppgave kan fort noe gå galt.

[-trygve]

Er det noen som kan avkrefte med en gang at dette ikke bare er et display av Cherenkov-effekten? Ville vært ganske flaut.. Ellers et utrolig funn!

 

Ingen?

 

Jo, jeg Cherenkov-effekten innebærer at det sendes ut fotoner når en ladd partikkel beveger seg raskere enn den lokale lyshastigheten (lyshastigheten i f.eks. luft eller glass er litt lavere enn lyshastigheten i vakuum, og det er lyshastigheten i vakuum som i følge relativitetsteorien ikke kan brytes). Her er det en partikkel som lages et sted, sendes et langt stykke gjennom jorden og detekteres et annet sted. Dette er med andre ord noe helt annet.

[Raspeball]

Er det noen som kan avkrefte med en gang at dette ikke bare er et display av Cherenkov-effekten? Ville vært ganske flaut.. Ellers et utrolig funn!

 

Ingen?

 

Jeg er ikke helt sikker på hva du mener nå? Selv om man benytter seg av den såkalte Cherenkov-effekten for å detektere neutrinoer, så skulle det vel ikke ha noen innvirkning på hastigheten til neutrinoet før det ankom detektoren?

 

Edit: Ser at -trygve har forklart hvordan det står til med Cherenkov-effekten.

Endret 23. september 2011 av Raspeball

[Left Blank]

Det vil være en konferanse på cern's webside idag klokka 16 - 18. http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=155620

[cuadro]

(lyshastigheten i f.eks. luft eller glass er litt lavere enn lyshastigheten i vakuum, og det er lyshastigheten i vakuum som i følge relativitetsteorien ikke kan brytes)

 

Når jeg sier "et display av cherenkov-effekten", så er det selvfølgelig lyshastigheten i det gjeldende medium jeg snakker om. Altså: Jeg stiller spørsmål ved hvilke verdier som brukes der de sier at et legeme beveger seg raskere enn lyshastigheten. Ja, det er lyshastigheten i vakuum som ikke kan brytes, og det er nettopp derfor jeg stiller spørsmålet. Skulle det være slik at nøytronet simpelthen reiste den spesifikke strekningen raskere enn lyset, i det samme medium, så er det ingenting som står i hinder for det.

 

Det samme spørsmålet stilt på en annen måte: Hvordan har de målt dette? Måles det ved lys? Isåfall, hvor kommer lyset fra om ikke partikkelet selv, dersom partikkelet beveger seg raskere enn lyset (derav...)?

 

Stemmer det dog at partikkelet beveger seg en strekning raskere enn lyset vil kunne gjøre i vakuum etter at man tar hensyn til kurvatur av rom, ja, da er det virkelig noe å fundere på.

Endret 23. september 2011 av cuadro

[Gebby]

Nå har jeg aldri hørt om cherenkov-effekten, men ting flytter seg jo fortere enn lys hele tiden. Når man snakker om lysfarten snakker man jo selvfølgelig om den øvre grensen av hastighet som alle masseløse partikler beveger seg ved. Tviler på at de skal ha konferanse om at noen glemte at lys beveger seg sakte i vann

 

Men som mange påpekt tidligere så er det jo ikke på tide å avskrive relativitetsteorien.. Greit nok, dette er veldig spennende, men resultatet vil nok bli at man finner ut av en ny effekt som man tidligere ikke visste eksisterte og som forklarer hvorfor det iblant kan "virke som" om nøytrinoer reiser fortere enn lyshastigheten men egentlig ikke gjør det.

[Ljóseind]

Det vil være en konferanse på cern's webside idag klokka 16 - 18. http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=155620

 

Heftig! Det må jeg se på.

[cuadro]

Alltid like gøy å se hva xkcd har å si om saken: