Опера о скорости нейтрино

В сентябре коллаборация OPERA, ставящая эксперимент по осцилляциям нейтрино, опубликовала электронный препринт, который стал крупнейшей сенсацией года в научном мире, причем волны от сенсации пошли в широкие массы. Речь идет ни много ни мало о превышении скорости света нейтрино, летящими из ЦЕРНа в подземную лабораторию в Гран-Сассо близ Рима. ТрВ-Наука вкратце писал об этом в №88 за 2011 г. С тех пор вышла новая версия е-принта OPERA [1] и десятки е-принтов разных авторов, как с теоретическими интерпретациями, так и с поисками методических погрешностей, имитирующих полученный результат. Пора осветить историю более полно. Она этого заслуживает вне зависимости от того, чем закончится.

Мы часто наблюдаем сенсации, ставшие результатом научной или журналистской недобросовестности. Здесь не тот случай. С одной стороны, делается утверждение, противоречащее не только установившейся картине мира, но и ряду известных фактов. С другой стороны, авторы эксперимента — вполне квалифицированные люди, анализ данных и возможных методических погрешностей делается тщательно и выглядит добросовестным. И пока никто не может указать на явную ошибку. Столь драматичной ситуации в современной физике, пожалуй, не было.

Для начала скажем пару слов о самом эксперименте и о том, что именно в нем обнаружено.

Чудо на 730-м километре

Для получения пучка нейтрино используется ускоритель SPS (Super Proton Synchrotron), который был построен в 70-х, а сейчас служит предускорителем для Большого адронного коллайдера. Схема традиционна: протоны (400 ГэВ) падают на мишень, в которой рождаются пионы и каоны. Вторичные частицы фокусируются и направляются в вакуумный распадный канал километровой длины, где пионы с каонами дают мюонные нейтрино и мюоны. Канал направлен на подземную лабораторию в Гран-Сассо, которая находится в 730 км (соответственно, канал идет с небольшим уклоном вниз). В Гран-Сассо нейтрино регистрирует детектор массой 625 тонн — «слоеный пирог» из свинцовых пластин, сцинтиллятора и фотоэмульсии. С 2009 г. в эксперименте зарегистрировано более 15 тысяч нейтрино.

Скорость отдельно взятого нейтрино в такой постановке эксперимента определить невозможно: неизвестно, когда оно вылетело. Известны лишь моменты детектирования. Однако сброс протонов неравномерен по времени: он производится импульсами по 10,5 микросекунды, причем каждый импульс имеет повторяющуюся внутреннюю временную структуру. Можно посмотреть, с какой задержкой нейтрино лучше всего статистически повторяют временной профиль сброса протонов. Для этого вычисляется функция корреляции в зависимости от задержки. Задержка, дающая пиковую корреляцию, сравнивается с теоретической: время пролета света плюс всевозможные задержки сигналов в кабелях, задержки электроники и т.п. Расстояние с помощью GPS измеряется с точностью 20 сантиметров, время синхронизируется с помощью атомных часов, все задержки электрических сигналов тщательно измеряются. Погрешности не превышают нескольких наносекунд.

Результат: задержка, дающая лучшую корреляцию, меньше расчетной световой примерно на 60 наносекунд. Это 18 метров светового пути. Относительное опережение света составляет 2,5*10-5, а это огромная величина. Статистическая значимость результата — 6 сигма, что весьма серьезно.

Кстати, слабое указание на сверхсветовую скорость нейтрино уже было обнаружено в эксперименте MINOS (США, Fermilab). Но там статистическая значимость была меньше 2 сигма — от такого «указания» можно справедливо отмахнуться. От результата OPERA отмахнуться уже нельзя.

Статья была опубликована в архиве е-принтов 22 сентября. Чтобы исключить возможные «инсинуации» по поводу проблем, связанных с большой длительностью сброса протонов, OPERA успела модифицировать эксперимент. Сброс на сей раз производился в виде коротких импульсов длительностью 3 наносекунды, разделенных 524-наносекундными интервалами. Цена за такую модификацию — 60-кратное снижение интенсивности, поэтому было зарегистрировано всего 34 нейтрино, из которых для анализа отобрано 20. Все 20 опережают свет не меньше чем на 40 наносекунд! Среднее опережение — 62 наносекунды, статистическая ошибка — 3,7 нс. Таким образом, эти 20 нейтрино выглядят гораздо убедительней предыдущих 15 тысяч. Версия статьи с этим результатом выложена 23 ноября [1]. Движение нейтрино со сверхсветовой скоростью настолько противоречит современным научным фактам и принципам, что заслуживает эпитета «чудо», которого, как известно, не бывает.

Ни в какие ворота!

Чему именно противоречит сверхсветовая скорость нейтрино? Начнем с фактов.

Распределение двадцати зарегистрированных нейтрино по времени опережения расчетного светового сигнала

Во-первых, результат противоречит великолепному эксперименту, поставленному Природой: взрыву сверхновой 1987А. Тогда нейтрино от взрыва, пройдя 168 тысяч световых лет, попали в земные детекторы в интервале нескольких секунд (24 штуки во всех детекторах). Это значит, что их скорость отличалась от скорости света не более чем на 10-12, иначе, времена их прихода расползлись бы на более широкий интервал — ведь пришедшие нейтрино имели разную энергию (10-20 МэВ). Это были другие нейтрино — электронные, но известно, что нейтрино на лету меняют тип (так называемые осцилляции), поэтому значительную часть пути они прошли в виде мюонных нейтрино, тех самых, что летят из ЦЕРНа в Гран-Сассо. Энергия нейтрино в этих двух экспериментах различается в тысячу раз. Однако принцип относительности (Лоренц-инвариантность) требует, чтобы нейтрино меньшей энергии двигались еще быстрее, в случае нейтрино от сверхновой — уже в разы быстрее света. Так что разница в энергии только усугубляет противоречие.

Следующая нестыковка: сверхсветовые нейтрино, двигаясь в толще Земли, должны вызывать хорошо вычисляемый процесс: когерентное рождение электрон-позитронных пар, по сути подобное черенковскому излучению. Этот процесс приводит к потерям энергии, так что все нейтрино, долетевшие до Гран-Сассо, должны иметь энергию ниже 12,5 ГэВ. Этого не наблюдается: средняя энергия детектируемых нейтрино — 17 ГэВ.

Есть и другие фактические нестыковки, но главная проблема куда глубже: частицы, движущиеся быстрее света, нарушают принцип причинности, гласящий, что причина не может меняться местами со следствием, что будущее не может влиять на прошлое, что свершившаяся цепь событий однозначна.

В теории давно обсуждаются тахионы — частицы с отрицательным квадратом массы, которые в свободном виде должны двигаться быстрее света. Но у тахионов всегда был полулегальный статус: они использовались для конструирования полей, но уважающие себя теоретики всегда заботились о том, чтобы запретить тахионам передачу сигнала быстрее света. Но нейтрино передает сигнал! Почему принцип причинности так важен? В «разнузданном» потоке теоретических рассуждений, хлынувшем после 22 сентября, ему не уделяется должного уважения. Полезно проиллюстрировать цену, которую придется заплатить за сверхсветовое нейтрино.

Релятивистская дуэль

Мысленный эксперимент был и остается одним из замечательных и самых дешевых методов исследования. Представим себе двух существ с непонятной нам психикой, решивших устроить космическую дуэль. У каждого — ускоритель, формирующий пучок нейтрино, и каждый сидит на бомбе, взрываемой по сигналу от детектора нейтрино, находящегося при нем же. У каждого кнопка, включающая ускоритель, направленный на партнера. Расстояние между ними в световых секундах намного превышает время реакции существ. Секундант находится посередине между ними и дает отмашку в виде светового сигнала, посылаемого в обе стороны. Получив сигнал, дуэлянты практически одновременно нажимают на «пуск», нейтрино летят, детектируются, оба практически одновременно взрываются — всё ясно и честно.

Допустим, что кроме секунданта есть два наблюдателя, летящих с околосветовой скоростью в противоположных направлениях, один — со стороны дуэлянта А к дуэлянту Б— и наоборот. С точки зрения первого наблюдателя, Б получил сигнал секунданта раньше и выстрелил раньше. Причем это не оптическая иллюзия, а фундаментальное свойство теории относительности: события, одновременные в одной системе отсчета, не являются одновременными в другой.

Теперь важный момент! Если никакой сигнал не может передаваться быстрее света, то опережение Б, которое видит первый наблюдатель, не влияет на исход. На научном языке четырехмерный интервал между выстрелами является пространственноподобным. Это означает, что выстрелы причинно не связаны: ни один из них никак не может повлиять на совершение второго, из какой системы отсчета ни наблюдай за поединком — оба дуэлянта гибнут.

Теперь допустим, что нейтрино движутся быстрее света (а если их энергия невелика — намного быстрее). С точки зрения секунданта, гибнут оба, только раньше, чем если бы нейтрино летело со скоростью света. С точки зрения первого наблюдателя, дуэлянт Б, получив сигнал первым, испускает нейтрино, обгоняющие световой сигнал от секунданта и подрывающие дуэлянта А раньше, чем тот получил отмашку и нажал на кнопку. Исход: Б жив, А погиб. С точки зрения второго наблюдателя, жив А, Б убит. Это опять не оптическая иллюзия: если вне дуэли причинность продолжает сохраняться, наблюдатели могут всё заснять, остановиться, вернуться каждый к своему выжившему и пожать ему руку. Но секунданту некому будет пожать руку — оба погибли. История «расстроится». А что будет, если каждый из наблюдателей возьмет за руку своего выжившего и отведет его к секунданту, чтобы вместе отметить благополучный исход?. .

Итак, допустив скорость нейтрино выше скорости света, мы получили внутренне противоречивую картину мира. Вероятно, здесь можно как-то выкручиваться, например корежить преобразования Лоренца, а за ними и многое другое, — так что фундамент физики в итоге обернется гнилым болотом.

И выкрики в зале

Авторы сенсационной статьи завершают ее аккуратной фразой: «Несмотря на большую статистическую значимость... и надежность анализа, потенциальное большое значение результата заставляет нас продолжить эксперимент для расследования возможных, пока не известных систематических эффектов, способных объяснить наблюдаемую аномалию. Мы сознательно воздерживаемся от физической интерпретации результатов».

А широкая научная публика воздержаться не в состоянии. С 22 сентября опубликовано более сотни е-принтов, интерпретирующих результат. В шуме этого потока различимы эмоциональные выкрики вроде:

— У нейтрино два массовых состояния! От сверхновой прилетели не те состояния, что в Гран-Сассо из ЦЕРНа.

— Они измеряют фазовую скорость нейтрино, а не настоящую!

— Нейтрино летят правильно! Это свет на Земле замедлен из-за концентрации темной материи.

— Преобразования Лоренца деформированы!

— Нейтрино — тахионный хамелеон!

— Всё равно они в своем эксперименте не могут передать ни бита информации быстрее света!

— Финслерово пространство всё ставит на места!

В большей части статей авторы пытаются примирить противоречия результата OPERA с фактами и принципами. Теоретические лазейки, увертки, подпорки и подвязки. Иногда — очевидная ерунда, иногда — нет. Всё вместе производит довольно анекдотическое впечатление. Как будто людьми движет гипертрофированная потребность скорей высказаться при, напротив, атрофированном страхе сказать глупость.

Более ценная и сравнительно небольшая часть статей находит новые противоречия между сверхсветовыми нейтрино и другими известными фактами. Наиболее сильная статья из этой серии — Коэна и Глэшоу (Andrew G. Cohen, Sheldon L. Glashow) [2], в которой они демонстрируют вышеупомянутый эффект торможения сверхсветовых нейтрино через рождение пар и показывают, что из-за этого эффекта сверхсветовые нейтрино были бы прекрасно видны в больших детекторах типа IceCube, чего не наблюдается.

Также относительно небольшая часть статей посвящена методическим проблемам, возможно, приводящим к имитации сверхсветовой скорости. Ряд предположений, таких как проблемы статистики, термическое расширение мишени, асимметрия переднего и заднего фронтов протонного импульса, был отметен в новой постановке эксперимента. Ряд остался. Самые серьезные претензии связаны с тем, что эксперимент имеет постановку типа «one way» — измеряется время пути в один конец, и возникают проблемы с синхронизацией часов, находящихся в разных местах, а также с правильным учетом всех задержек. Наиболее доскональная статья с анализом возможных ошибок синхронизации (эффекты ОТО в работе GPS, эффект вращения Земли и т.п.) опубликована Карло Конталди (Carlo R. Contaldi) [3]. Выводы этой статьи оспариваются [4], на чьей стороне правда, мы пока не знаем: задача ТрВ-Наука — следить за дискуссией, а не устраивать собственное разбирательство. Многие согласны в том, что гораздо убедительней был бы эксперимент типа «round trip», когда в одной точке измеряется время пути в оба конца.

Еще не финал

Карл Саган сформулировал полезный принцип:«Чрезвычайные утверждения требуют чрезвычайных доказательств». Утверждение о сверхсветовой скорости нейтрино— чрезвычайное (о чем в основном и шла речь в данной заметке). Доказательство, пока, весьма заурядное и уж точно не экстраординарное. Новые эксперименты — дело не быстрое. Причем нужны новые эксперименты в постановке «round trip», так как сходные эксперименты могут иметь сходные источники ошибок. А сейчас правильная позиция: «ищите ошибку». А еще лучше: «ищем ошибку всем миром», поскольку бывает, что труднее всего найти глупую ошибку, лежащую на видном месте, — ее видит лишь свежий глаз. Позиция «идите к черту со своим заведомо неправильным результатом» — деструктивна. В науке, как и в криминалистике, не должно оставаться «висяков».

Борис Штерн

1. http://arxiv.org/abs/1109.4897

2. http://arxiv.org/abs/1109.6562

3. http://arxiv.org/abs/1109.6160

4. http://arxiv.org/abs/1110.2909

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

 
 

Метки: , , , ,

 

27 комментариев

  • AlexSh:

    Все-таки, говоря о причинности, как мне кажется, нужно иметь ввиду, что константа c в СТО имеет смысл максимальной скорости распространения взаимодействия (или передачи информации, не уверен, что из этого корректнее). То, что c="скорость света" следует из экспериментов типа майкельсоновского, в которых свет ведет себя так, как будто бы он распространялся со скоростью c. Т.е. c="скорость света" из СТО непосредственно не следует. Или я чего-то недопонимаю?

    P.S. Это имеет отношение только к разделу «Релятивистская дуэль»,я никак не комментирую сам результат Итальянцев.

    • Борис Штерн:

      Из СТО следует, что скорость света (в ваккуме!) и есть максимальная скорость передачи сигнала по той причине, что фотон — частица с нулевой массой. Последний факт известен с потрясающей точностью благодаря дальнодействию электрического поля.

  • gvk:

    Очень мало шансов, что это открытие. Скорей всего систематическая ошибка, но очень хорошо скрытая. Плохо то, что коллоборация Grand Sasso не выложила детальное описание всех элементов измерения и оригинальные данные.

    Есть один интересный момент.

    Отличие в скорости составляет ~7 км/c или 58нс. За это время нейтрино проходит ~ 18 м. По странному стечению обстоятельств, это в точности совпадает с длиной 2х MD блоков детектора (18м) в Grand Sasso. Процедура определения времени прихода — довольно сложная: в день при старой длительности в 2.5 мс импульса протонов регистрировалось ~ 5 нейтрино, но о точном времени прихода узнают в конце дня, когда вытаскивают пронумерованные «кирпичи» и после нескольких часов изучения под микроскопом находят положения вершины трека. Здесь очень важно точное положение time reference point, описания которого в статье нет и это вполне возможный источник систематической ошибки в 18м.

  • gvk:

    Борис,

    Одно маленькое замечание по тексту.

    Round trip эксперимент невозможно реализовать, по той простой причине что сечение рассеяния нейтрино черезвычайно мало ~10^{-42} cm^2 и повернуть (отразить, синхронизовать с дрю пучком, и пр. манипуляции) нейтринный пучек невозможно. Но возможно на выходе распадного канала поставить up stream detector. Это уже есть в эксперименте MINOS с пучком от FERMILAB. Эксперимент по проверке результата OPERA планируется летом 2012.

    • Борис Штерн:

      Конечно, насчет round trip я неточно высказался. Назад можно послать лишь световой сигнал — этого достаточно. Тут, конечно возникают всякие технические проблемы при больших базах. Но пропадают проблемы синхронизации часов и все задержки легко измеряются на месте.

      Вообще-то, если честно, правильно синхронизовать часы легче чем сильно менять постановку эксперимента. Это скорее вариант на случай, если эффект будет упрямо выплывать и дальше — как ключевой эксперимент.

      Кстати, если сброс короткий, upstream детектор вроде и не нужен.

      • gvk:

        Борис,

        Точность времени пролета нейтрино (TOF) дистанции 730км определяется не процедурой синхронизации, там точность ~2нс. GPS cинхронизация нужна для постоянной (1 раз в сек) коррекции цезиевых часов Cr4000 в CERN and Grand Sasso и это не сложно. Но посылать световой сигнал обратно технически сложно и это ничего не добавит, а только сильно усложнит эксперимент.

        Однако детектор на выходе распадного канала может теоретически увеличить точность, что и собираются делать в MINOS. Кроме того, альтернативный метод регистрации возможно уберет систематическую ошибку, если она есть.

        • Борис Штерн:

          Спасибо за комментарии! Будем следить за развитием.

          • vap:

            Я математик. Утверждаю: преобразования Лоренца (ПЛ) допускают различные геометрические и, соответственно, различные кинематические интерпретации. В их числе та, в которой постулаты СТО оказываются излишними. Как следствие, иначе, нежели в СТО, интерпретируется лоренцинвариантность уравнений электродинамики и релятивистской механики. Если будет проявлен интерес, укажу статьи (математические и физические), в которых это утверждение разЪяснено. Впервые на такую неоднозначность указал А.Пуанкаре во введении ко второй (по времени опубликования) из своих двух статей с одним и тем же названием «О динамике электрона». ПЛ обязаны своим появлением убежденности Лоренца (а также его современников, в частности, А.Эйнштейна и последователей) в том, что уравнения электродинамики (Максвелла) в том варианте, в котором он (Лоренц) ввел их в рассмотрение (в 1904г.в статье, а также в книге «Теория электронов») и в котором они фигурируют в современных учебниках, правильно выражают законы электродинамики, найденные экспериментально. Однако такое соответствие было и остается дискуссионным. Одним из оппонентов Лоренца и Эйнштейна в этой связи был удивительно талантливый Вальтер Ритц (автор комбинационного принципа в спектроскопии и автор метода Ритца в вариационном исчислении).Его теория (оставшаяся незавершенной из-за его смерти в возрасте32лет) кратко описана в 3-ем параграфе книги В.Паули «Теория относительности», где приведены также критические возражения, на основании которых она была отклонена и предана забвению и которые, как это показал американский исследователь Дж. Фокс в 60-е годы в прошлом веке и позже другие исследователи, оказались несостоятельными. Иная, нежели в СТО, интерпретация ПЛ соотвутствует (в физическом отношении) теории В.Ритца.

      • Javid:

        Отличная статья!

  • владислав:

    Мне понравилось:

    «Позиция «идите к черту со своим заведомо неправильным результатом» — деструктивна. В науке, ..., не должно оставаться «висяков».»

    Интересно, когда (за какой период времени)висяк закроют: месяц, год, или более??

    Поэживем увидим.

    Спасибо автору за подробную детализацию неоожиданного «эффекта»!

  • vap:

    Тех, кто следит за развитием дискуссии по поводу результатов эксперимента MINOS (Fermilab) и экспериментов коллаборации OPERA, должна интересовать(на мой взгляд) не только и даже не столько научная состоятельность (достоверность) этих результатов, сколько нарастающее (в среде профессилналов) скептическое отношение к теории относительности (специальной и общей). Чем, собственно, и объясняется сам факт осуществления указанных экспериментов. Экспериментальное обоснование этой теории отнюдь не безупречно, вопреки широко распространенной даже в научной среде убежденности в обратном. Сошлюсь на академика А.З.Петрова, внесшего существенный вклад в разработку теории относительносим. В предисловии к переводу на русский (который он и инициировал) книги Л.Бриллюэна «Новый взгляд на теорию относительности» он солидаризуется с автором в том, что, в частности, общая теория относительности (ОТО) — колосс на глиняных ногах, так как ее экспериментальную базу составляют только лишь два факта — часть движения перигелия Меркурия, не объяснённая в рамках теории Ньютона, и искривление лучей, проходящих вблизи Солнца.(К числу таких экспериментов он не относит эксперименты Паунда и Ребки (красное смещение), так как полагает, что они могут быть объяснены и из иных соображений). Однако и эти два факта скорее опровергают, нежели доказывают ОТО. Поясняю на примере анализа первого из указанных. Наблюдаемое движение перигелия Меркурия (отнесенное к длительности в 100 лет) определено значением 574,6".Из них в рамках теории Ньютона объяснены 531,5" за счет влияния планет (Венера -278", Земля -90", Юпитер -154"). Не объясненными в рамках теории Ньютона остались 43,1". В ОТО в рамках задачи Шварцшильда получено такое же число. Что и рассматривается как превосходное доказательство ОТО. Но, обратите внимание, в задаче Шварцшильда вводится в рассмотрение сферически-симметричное гравитационное поле (без учета гравитационных полей планет Солнечной системы). Такой результат можно было бы квалифицировать как доказывающий ОТО, если бы было доказано, что влияние планет на движение перигелия Меркурия, ВЫЧИСЛЕННОЕ В РАМКАХ ОТО, такое же, причем ВТОЧНОСТИ, как и вычисленное в рамках теории Ньютона — 531,5". Может быть Вы, читатель, найдете решение этой задачи в рамках ОТО в существующей литературе. Я не нашел ни такой литературы, ни ссылок хотя бы на ценку, найденную в рамках ОТО, влияния планет на движение перигелия Меркурия. Между тем, указанные выше 43" объясняются в рамках теории Ньютона с учетом современной информации о межпланетной среде (о ее массе и пространственном распределении), оказывающей воздействие и на движение перигелиев планет.

  • Максим:

    А почему ученые так бояться этой скорости, мне кажеться, что скорость света и размеры вселенной не очень то подходят друг другу, если считать расчеты: вселенная на скорость света, то получаеться очень медленно. Да и разница в скоростях нейтрино и скорости света не очень то и большая.

  • AA:

    Действительно, теоретики наваяли уже под сотню «объяснений» сверхсветовой скорости нейтрино в ОПЕРА эксперименте; даже Глэшоу с неким Коэном отметились. Хотя вроде бы очевидно — если что-то движется не со скоростью света — и поскольку в Материи все движется только со скоростью света (в 4-D Евклидовом пространстве-времени) — то это что-то движется вне Материи и потому не может быть зарегистрирована никаким материальным детектором.

    В т.ч. и «Черенковские электрон-позитронные пары» Глэшоу, (поскольку они якобы рождаются сверхсветовыми частицами вне Материи), даже если бы действительно были, всегда остаются вне ее и любого материального детектора; и потому все равно не были бы детектируемы.

    Обычный экспериментальный прокол — а шуму...

  • gvk:

    Тем, кто не следит за экспериментом ОPERA.

    3 недели назад коллаборация ОPERA заявила (www.nature.com/news/flaws...surement-1.10099), что найдено 2 ошибки: одна в кабельном соединении идущем от GPS к РС, а вторая в методе экстропаляции (обработки) данных, которые давали систематическую ошибку в измерении скорости нейтрино (быстрее скорости света примерно на 6000 м/сек).

    Более точные измерения будут повторно проделаны в мае. Но уже сейчас можно уверенно сказать, что переворота СТО не будет, хотя бы потому, что СТО отражает фундаментальные свойства пространства-времени.

    • AA:

      Ну, СТО как раз никак не отражает «фундаментальные свойства пространства-времени» — «манифест» СТО, т.е. декларация Минковского что «Now you know why I said at the outset that space and time are to fade away into shadows, and only a world in itself will subsist » неверна, ни пространство само по себе, ни время само по себе ни в каких тенях не исчезло, они абсолютны и не зависят — движется в пространстве-времени что-нибудь куда-нибудь, придумал какой-нибудь физик очередную инерциальную систему координат или нет.

      Пример — «объединение» пространства-времени немедленно привело к внутренней противоречивости СТО, каковая выразилась в «парадоксе близнецов». В десятых годах 20 века парадокс считали неким курьезом и думали, что вот-вот его разрешат; но более 100 лет без результата – должны бы уже показать, что парадокс не курьез, а нечто посерьезнее?

      Что такое «пространство-время» на самом деле — см. arxiv.org/abs/1110.0003 .

      Cheers

      • gvk:

        "Ну, СТО как раз никак не отражает «фундаментальные свойства пространства-времени»... "

        "Пример — «объединение» пространства-времени немедленно привело к внутренней противоречивости СТО, каковая выразилась в «парадоксе близнецов». В десятых годах 20 века парадокс считали неким курьезом и думали, что вот-вот его разрешат; но более 100 лет без результата – должны бы уже показать, что парадокс не курьез, а нечто посерьезнее? "

        Невежество и физическая безграммотность. Вы хотя бы учебник Ландау т.2 параг.3 почитали про парадокс близнецов.

        • AA:

          Нда, слог борца с лженаукой, однако.

          В параг. 3 «решение» следующее;

          «…Мы видим, что для сравнения хода часов в двух системах отсчета необходимы несколько часов в одной системе и одни в другой. Поэтому этот процесс несимметричен по отношению к обеим системам. Всегда окажутся отстающими те часы, которые сравниваются с разными часами в другой системе отсчета»

          !!! (Это при том, что процесс одинаков для обеих систем)

          Ну и, конечно,

          «…Поскольку законы природы одинаковы только в инерциальных системах отсчета, то системы отсчета, связанные с неподвижными часами (инерциальная система) и с движущимися (неинерциальная ), обладают разными свойствами, и рассуждение, приводящее к результату, что покоящиеся часы должны оказаться отстающими,, неправильно»

          -??? (надо бы поподробнее – какие же такие «разные свойства» имеются ввиду? Тогда может быть данный пассаж и имел бы какой-то смысл)

          В «парадоксе» нет понятия «неинерциальная система», он возникает на инерциальном участке пути, каковой может быть сколь угодно долгим, в то время как ускоренный – относительно пренебрежимо малым.

          Ну а чтобы еще понятнее было – случай, когда в покоящейся мишени рождается пучок знаменитых мю-мезонов, с энергией пусть пару десятков ГэВ. Если половину пучка затормозить, т.е. вернуть в неподвижную систему, то эта половина распадется намного быстрее, чем та, что в полете. Хотя с точки зрения летящих все должно быть наоборот.

          Так что в параг.3 никакого «решения» нет – «парадокс» — на самом деле свидетельство внутренней противоречивости СТО — есть следствие неверного постулата о принципиальной невозможности выделенной ИС. И он немедленно исчезает в случае признания существования выделенной – в конечно итоге любой из абсолютных – системы отсчета.

          Впрочем данное обсуждение есть некий оффтоп в данной теме и вряд ли стоит его продолжать – читайте arXiv ссылку выше, там все есть и вполне доходчиво. Если понять не получится, то тоже ничего страшного, бывает.

          Cheers

          • gvk:

            Again, there is no any «twin paradox». All consequences of SR are real and discovered «billion, bilions times» (Leon Lederman). And of course, there is no inherent contradiction in SR.

            I looked at your reference at ArXiv. It is not even linked to the current status of physics as practiced by the scientific community. IMO, it is simple crackpottery which should not be tolerated there (and here too).

            All the Best.

            Всего Вам хорошего. Вы ничего не поняли из Ландау. Советую почитать что нибудь попроще и поближе к эксперименту, например Сацункевич И.С. Экспериментальные корни специальной теории относительности. Если не получится — ничем не могу помочь, оставайтесь с Вашими поисками «внутренней противоречивости» СТО.

            • AA:

              Опять аргументация на уровне «Вы ничего не поняли», «practiced by the scientific community» «discovered «billion, bilions times»» и т.п. Еще раз — здесь не комиссия по лженауке, не так ли? Другие аргументы есть?

              Насчет «биллионов» экспериментов — нет ни одного эксперимента, который бы подтвердил именно СТО — все были сделаны в условиях локальных жестких экспериментальных систем, т.е. — по факту была проверена (успешно) лишь теория Фогта-Фитцжеральда-Лоренца. Нигде не подтверждено «объединение пространства-времени», а то что обнаружены «релятивистские эффекты» — то это уже факт тривиальный и в полном соответствии с ФФЛТ. Кроме, конечно, E=mc^2, это великая формула, и,хотя есть следствие ФФЛТ и была известна для ЕМ, получена Эйнштейном впервые. Но это весь вклад Эйнштейна (+ конечно формализм СТО, но это вообще техника)в данной теории.

              Пример: на самом деле — еще раз — все материальные объекты движутся в абсолютном пространстве-времени только со скоростью света, С. Если в абсолютной системе некий объект покоится в пространстве, то он движется во времени с С. Если после передачи ему пространственного импульса он движется еще и в пространстве, то он вынужден во времени двигаться медленнее, если объект есть часы, то стрелка замедлится тоже — это и есть т.н. «замедление времени» — понятно, что никакое время при этом не замедлялось.

              С пространством тоже ничего не случается от того задвигалось что-нибудь в нем или нет, верно СТО или нет. (См., также arxiv.org/abs/0812.2819 , раздел 2)

              Причем действительно проверить СТО просто (arxiv.org/abs/0706.3979 , заключение; возможны и более простые варианты, когда сравниваются жесткие и не жесткие системы), но таких экспериментов пока никто не делал.

              Cheers

  • gvk:

    Вчера от коллаборации ICARUS поступила статья в arXive

    arxiv.org/abs/1203.3433v1

    которая поставила точку в измерениях скорости нейтрино коллаборации OPERA.

    Она оказалась в точности равной скорости света 299792,458 km/s.

    Так что вопрос закрыт.

  • gvk:

    Забыл добавить что ICARUS так же как и OPERA делают измерения в GRAN SASSO (Италия)

  • sd:

    Моё мнение, что этот результат эксперимента просто является похоронами ТО, соответственно критика апологетов ТО очень велика (ибо сколько рабочих мест и фанатиков).

    пс Из ТО не следует, то что с-const. Это теория следует из такого предположения и это является ее постулатом. И то, что ничего эту скорость не преодолевает (предположение, мысль, идея) и дает теоретическую основу для ее существования.

    Не могу комментировать сам эксперимент т.к. все что знаю это не первичные данные(и вам не советую), как говорит сосед «скоро дети в школах по газетам учиться будут». Гнилое дело фуфло комментировать. А вот про сто задуматься стоит, нехорошо эксперимент под теорию точить.

    • Там все уже рассосалось. Это был какой-то эффект от плохой скрутки проводов или типа того.

      • Аноним:

        да-да хуво пальцами провода скрутили, только через пол года заметили. От тупые. А все та дело в проводе. Хорошо что хоть нам сказали, а то так бы и думали, что за хрень они там нашли, а потом еще и перепроверили. И Редитата сказал та ну вас с вашими проводами и ушел в отставку, и зам его (на электриков обиделись). Ну за-то бозон хиггса нашли и все теперь в ладах.

  • Фрагмент из «Квантово-олновой физики»

    Глава 4. Поперечный эффект Доплера в атоме протия

    . Слабое взаимодействие частиц

    Проследим ряд соотношений радиусов: 2ао /rR = rK /ао = re /rK = α, где ао – радиус первой орбиты Бора, , rR = с/(2πνR), νR = R′∞c – частота Ридберга, , rK = λK /(2π), λK – волна Комтона, rе = е/(4πεоUе) радиус электрона классический. Видно, что у части Множества совпадает множитель α, который перейдёт в степень αⁿ далее по Множеству. Следовательно, и связанные с радиусом параметры, представляют такие же Множества. Обозначим некоторые из них как хαⁿ, х = (ν,λ,U) = f (r ). Проверим.

    Возьмём параметр ν = с/(2πr). Из формулы поперечного эффекта Доплера ν = νо√(1 – υ²/c²) найдём разницу частот Δν = νо – ν = νо[1–√(1– υ²/с²)]. Подставим νК вместо νо – получим: Δν = νК [1–√(1– 2α²)] = νR (ридбергова частота), т. е. νR /νК ≈ 2α² Перейдём к разности потенциалов 2UR = еμос²/(4πао) = 2hνR/е, UR = 13,606в.

    Продолжим ряд UR по множителю αⁿ: 2UR /α² = Uе , 2Uе /α ≈ 140Мев. ≈ πR (пион Ридберга), ¾ πR ≈ μR (мюон). Обозначим ¼π = qR = 35,01 Мэв.

    Энергия ионизации атома протия UH = 13,53эв. Продолжим ряд аналогично: 2UH/α² = UeH , 2UeH/α = 139,27 Мэв.≈ πH (пион протия). Обозначим ¼πH = qH = 34,82 Мэв.

    Возьмём отрицательный ион протия H‾ = (3³qH)‾ и проследим по стадиям передачу электронов к аноду (привычная запись): H‾ → е + nº, следующая стадия nº → е +p + ν̃е . Весь процесс запишем иначе: UH /α +(3³qH)‾ – е ‾↑ = ↓μ nº – e↓– (↓μ4qн – →↑μ4qR)º↑ → ↑μр+, где UH /α – похоже на фотонное нейтрино, nº = 939,57 Мэв – нейтрон с магнитным моментом ↓μ , p+ = 938,28 Мэв. – протон — ион с электрическим зарядом плюс и противоположным магнитным моментом ↑μ , е ‾↑ – образование и выход электрона. Произошёл обмен магнитными моментами и зарядами вдоль квантовой нити с поперечным излучением спектра фотонов (см. гейслерова трубка) Первую стадию можно рассматривать как распад отрицательного иона протия.

    Во второй стадии видно образование антинейтрино ν̃е, = 4qн – 4qR в результате перестройки пиона πR → πH. В этом аспекте нейтрино – это цуг-пакет фотонов, т. е. программа и энергия воздействия на структуру частицы, похоже на программированное лазерное излучение и, следовательно, не имеет массы покоя. Следующий кластер спектра частиц вдумчивый читатель рассчитает сам, применив множитель αⁿ, где n → ∞.

    Кстати, «Слон» Г. Липкина: (nº + p+)α² = 0,099998Мэв. Что это, артефакт при U = 100 000в? И якобы открытый бозон Хигса – очередная тяжёлая частица из спектра высокой энергии 27 (e +πº) /(4 α) = 125,3 ГеВ. — — — — 12.02.13

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com