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L’effetto Cohen – Glashow mina i risultati di OPERA.

L’anomalia rappresentata dai neutrini superluminali rilevati dalla collaborazione OPERA ha scatenato una vera e propria caccia all’errore. Se sia nascosto nella procedura sperimentale oppure nella teoria soggiacente non è ancora noto. Forse entrambe le cose. Di sicuro, qualcosa non quadra con l’attuale visione della fisica.
L’ultima importante ricerca che confuta i risultati di OPERA parte dal lavoro dei fisici teorici Andrew Cohen e Sheldon L. Glashow, della Boston University, nel Massachussets.

Nell’articolo pubblicato su Arxiv i due scienziati mostrano come neutrini che viaggino con velocità superiori a quella della luce nel vuoto (c) irradierebbero necessariamente particelle elementari (soprattutto elettroni e positroni), con conseguenti perdite di energia.
L’assenza dell’ “effetto Cohen-Glashow” nei dati sperimentali di OPERA è evidenziata sia dai due fisici americani, sia dalla collaborazione ICARUS, che ha misurato lo spettro energetico dei neutrini in viaggio tra il CERN e i Laboratori Nazionali del Gran Sasso.
Essendo l’effetto – secondo gli scienziati – condizione necessaria al superamento della velocità della luce, la sua assenza implicherebbe che i neutrini non siano affatto superluminali.

Ma in cosa consiste? E’ molto simile a un altro fenomeno, noto come radiazione Cerenkov. La luce viaggia a “c” nel vuoto, ma attraversa la materia con velocità “c/n” (dove “n” è l’indice di rifrazione del mezzo), inferiore a “c”: pertanto la velocità della luce nella materia non è insuperabile.
Quando una particella carica supera “c/n” (cioè viaggia più veloce della luce nel mezzo considerato) si innesca nel materiale un’emissione di radiazione elettromagnetica che prende il nome di “luce Cerenkov”.


Luce Cerenkov nel reattore TRIGA del Laboratorio di Energia Nucleare Applicata (LENA) di Pavia

Seguendo lo stesso filo logico, Cohen e Glashow teorizzano un fenomeno analogo.
Neutrini che superino la velocità della luce nel vuoto dovrebbero radiare fotoni, coppie neutrino-antineutrino e coppie fermione-antifermione: tutti processi mediati dalla forza debole che diminuirebbero progressivamente l’energia dei neutrini.
OPERA sostiene di aver lavorato con fasci di energia media pari a 17.7 Gev. Questo, come riportato nell’articolo di Cohen e Glashow, sembra essere inconciliabile con il carattere superluminale dei neutrini:

“…any superluminal neutrino with the velocity claimed by OPERA of any specific initial energy much greater than 12.5 GeV has a negligible probability of arriving at the Gran Sasso without having lost most of its energy. The observation of neutrinos with energies in excess of 12.5 GeV cannot be reconciled with the claimed superluminal neutrino velocity measurement.”

Un neutrino con la velocità superluminale misurata da OPERA e con energia superiore a 12.5 Gev (17.7 Gev, nel caso in questione) dovrebbe perdere progressivamente energia a causa dell’effetto CG, assestandosi sul “livello limite” di 12.5 Gev. Questo però non avviene: l’energia del fascio resta attorno ai 17.7 Gev.
Assumendo che l’effetto CG sia reale, si conclude che i neutrini non possono viaggiare più veloci della luce.
Dario Autiero, portavoce della collaborazione OPERA, non nega l’evidenza: “Lo spettro energetico dei neutrini non è in accordo con le previsioni di Cohen e Glashow. Ciò era noto anche prima delle misurazioni di ICARUS. Resta però da capire se questo fenomeno sia reale oppure no.”

Ma… come verificare la realtà dell’effetto CG? Avendo come ipotesi il carattere superluminale delle particelle che irraggiano si ricadrebbe nel problema precedente: i neutrini viaggiano più veloci della luce nel vuoto o no?
La forza di questo test sta nel fatto che l’effetto CG è matematicamente derivabile in ogni modello di propagazione superluminale attualmente conosciuto, come scritto nell’articolo: quindi ha carattere generale.
In sostanza, la fisica della propagazione superluminale senza l’effetto CG deriverebbe da modelli non ancora pensati (ma questo non impedisce che ne esistano!) o opportunamente sviluppati (vedi extradimensioni & co.).

La conclusione a cui si arriva è che i dati di OPERA siano inconsistenti alla luce dei modelli attuali: o sono sbagliati i risultati sperimentali o questi vanno interpretati con modelli matematici diversi.
Come già ripetuto in altre occasioni, si aspettano conferme o smentite dagli esperimenti T2K, MINOS e IceCube.

http://puntozeroblog.com/2011/10/26/neu ... nsistenti/

Umh... ma la velocità della luce nella roccia è minore di quella dei neutrini ( a meno di GROSSI errori di misurazione sul tempo di volo) o sbaglio?

Ma a questo non si era già giunti prima? Loro propongono a posteriori un modello che viene violato. Ma già c, considerata inviolabile sembra essere stata violata. Allora la conclusione è che si ottiene una ulteriore inconsistenza derivante dall'energia e non più dalla velocità. Ok
In questo esperimento si, cioè, la velocità v della luce nel mezzo è sempre minore di c dato che v=c/n con n>=1 (e n medio della roccia dove sono passati i neutrini dovrebbe essere alto) e la velocità dei neutrini che sia maggiore o minore di quella luce è comunque prossima a c.

Ma il fatto è che in questo caso i neutrini supererebbero comunque la velocità della luce NEL VUOTO, non solo nella roccia

Infatti in realtà non prova granché...Visto che come prima saremmo stati convinti della velocità della luce come limite massimo, così potremmo essere convinti che l'effetto CG debba esistere anche in questo caso...Inoltre non c'è una spiegazione di DOVE sia l'errore di OPERA, che invece è secondo me la strada più semplice e sicura per falsificare i risultati dell'esperimento

Forse intendeva nel'acqua (effetto Cerenkov) anche perché, nella roccia, la velocità della luce immagino sia vicina allo zero

Beh, dipende dall'energia dei fotoni e dal materiale, Rontgen l'ha scoperto 116 anni fa (I raggi X intendo). Poi roccia è troppo generico. Bisogna conoscerne la composizione.

Intendevo nella roccia. Per un fotone visibile è parecchio difficile farsi strada nella materia, per un gamma sarà leggermente più semplice ma la roccia è comunque un mezzo con un indice di rifrazione n e una velocità della luce c/n no?

Tuttavia:




l'effetto CG (secondo gli autori) si dovrebbe verificare solo nel caso in cui la v dei neutrini è maggiore di c nel vuoto giusto? La velocità della luce nel mezzo non è importante perchè tanto per i neutrini qualsiasi mezzo è come il vuoto.. corretto?

Il CERN manda pacchetti di neutrini molto più corti verso OPERA
6 NOVEMBRE 2011
Uno degli aspetti più criticati (anche dal sottoscritto) nella misura della velocità dei neutrini che dal CERN raggiungerebbero l'esperimento OPERA al gran sasso con velocità superiore a quella della luce, è il modo con cui il tempo di percorrenza della distanza tra Ginevra e il Gran Sasso viene misurato.

Come vi ho raccontato recentemente, i neutrini muonici del fascio CNGS vengono prodotti a partire da un fascio di protoni. Siccome i neutrini interagiscono poco o niente, per avere una qualche chance di osservarne abbastanza tanto da poter vederne qualcuno mutare da neutrino muonico a neutrino del tau, è necessario spedirne verso OPERA una quantità industriale. Questa è la ragione principale per cui i protoni con cui il fascio di neutrini viene prodotto sono estratti dall'acceleratore in pacchettoni belli densi, per un tempo di estrazione lungo poco più di 10 microsecondi. L'idea è eccellente se si vogliono produrre tanti neutrini, ma è meno efficace se invece si ne vuole misurare il tempo di volo. D'altronde questa misura non era tra gli scopi di OPERA, e dunque le cose sono state a suo tempo ottimizzate diversamente.

Il problema della misura temporale fatta per un fascio di neutrini che fuoriesce in modo più o meno continuo per 10 microsecondi è che il tempo viene misurato in modo collettivo, adattando alla distribuzione temporale dei neutrini arrivati a OPERA quella dei protoni sparati sul bersagli al CERN. La procedura di per se è prona a possibili errori, da una parte perché non c'è una garanzia assoluta che le strutture tipiche dell'estrazione di protoni siano riprodotte in quelle dei neutrini misurati da OPERA (che sono molti meno dei neutrini generati al CERN), dall'altra perché una minima imprecisione nel trattamento dei fronti di salita e discesa e delle strutture della distribuzione di protoni al CERN e neutrini al Gran Sasso potrebbe introdurre errori non da poco.



Ci sarebbe una soluzione a questo problema: generare un fascio di protoni con estrazioni molto più corte dei 10 microsecondi inizialmente previsti, sufficientemente corte da essere molto inferiori alla differenza temporale di 60 ns rispetto ai tempi di percorrenza corrispondenti alla velocità della luce che OPERA sostiene di aver misurato. È quello che il CERN ha deciso di fare a partire dal 21 ottobre, modificando le modalità di estrazione del fascio che genera i neutrini spediti verso il Gran Sasso in modo che le estrazioni durino soltanto 2 nanosecondi. Da circa due settimane il fascio CNGS manda dunque neutrini in pacchetti temporalmente molto "corti", intervallati tra di loro da 500 ns. Ogni pacchetto di protoni iniziale contiene solo 2.5 x 1011 protoni, molto meno dei 4 x 1013 protoni dei pacchetti lunghi 10.5 microsecondi previsti dalla configurazioni nominale. Molti neutrini in partenza in meno vogliono dire ancora meno neutrini visti da OPERA. In questo caso però lo scopo non è più osservare una rara oscillazione di un neutrino muonico in neutrino del tau, quanto dissipare ogni dubbio sollevato sulla misura del tempo di percorrenza. Per farlo, la rivelazione sotto il Gran Sasso anche solo di poche decine di questi neutrini spediti in pacchettini corti e rapidi dovrebbe essere sufficiente a una misura temporale abbastanza accurata.

Questo tipo di configurazione del fascio CNGS continuerà a funzionare fino a domani, lunedì 7 novembre. Dopodiché è previsto uno stop tecnico fino all'11, e, si spera, già qualche risultato preliminare dell'analisi di questi ultimi dati. Tenete dunque le orecchie dritte, la questione della misura della velocità dei neutrini da parte di OPERA potrebbe venire risolta - in un senso o nell'altro - molto presto. Anche se, nel caso la prima misura venisse confermata, aspetteremmo comunque una misura indipendente prima di dichiarare la questione chiusa: usando lo stesso rivelatore per questa seconda misura, nessuno potrebbe essere sicuro che non ci sia un problema annidato da un'altra parte.

http://www.borborigmi.org/2011/11/06/il ... rso-opera/

ops:

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-15791236

quindi legit

ma non possono mandarli da tipo america e europa?
allungfare il percorso non migliora la prova?

da profano totale stupido ignorante

credoche allungarela distanza richieda di sparare più neutrini perchè l'angolo che copre il rivelatore diventa troppo piccolo per essere centrato dai neutrini (immagino si sparpaglino tipo scattering, non so eh)

magari 800 km è un compromesso tra numero di neutrini e diffenrenziale di velocità coi fotoni

non so eh, sto sparando, non saltatemi subito addosso

Boh.

In parte è così (ma per questioni legate al grado di collimazione del fascio, non a fenomeni di scattering vero e proprio), in parte è che i rilevatori sono enormi e costose vasche sotterranee, quindi si tende ad usare quelli già esistenti.
Inoltre tenete conto che l'errore sistematico, se è presente, non è legato al tempo di volo dei neutrini quindi aumentare il tragitto da essi compiuto, in sé, non serve.

Dio pera dissident, che lavoro fai?

In questo momento sto pensando di costruire un basso elettrico

Non è che puoi girare tutto l'apparato che produce neutrini.
L'esperimento è stato possibile anche perché per pura combinazione i laboratori del Gran Sasso si trovano proprio sulla traiettoria d'uscita, con un discostamento mi pare di un grado o giù di lì.

Se ce ne fosse "bisogno" immagino che ora potrebbero avere molti più finanziamenti, la notizia ha fatto il botto nei tiggì, quindi è più "interessante" delle oscillazioni.

A livello teorico , la quantità di spazio all’interno dell’universo si può calcolare con la formula di bernaknh, che preclude pero una variante irrazionale dovuta al manifestarsi di avvenimenti del tutto causali come la crescita delle polveri nucleari dovuti per forze energetiche che irrompono sul suolo dei singoli pianeti e emanano radiazioni che altererebbero la funzione della luce modificandola in piccole parti dette anche fase-tex. Tutto questo spiegherebbe perche al momento non sono previsti altri studi in questo campo poichè non si conoscono le relative sorgenti di energia disperse nell’universo.

Labirintite?

No direi proprio neurodeliri

è l'oscillazione dei neutrini : escono dal nostro universo , rimbalzano contro il kulo del divino gelatinoide intergalattico e rientrano qui 3 metri più in là