Ο Αϊνστάιν δικαιώνεται ξανά: Τα νετρίνα της Μεσογείου επιβεβαιώνουν τη θεωρία της σχετικότητας
«Δεν γνωρίζουμε ακόμη αν ο χωροχρόνος είναι συνεχής ή διακριτός»
Snapshot
- άλυση 5.828 ατμοσφαιρικών νετρίνων από το τηλεσκόπιο KM3NeT/ORCA δεν έδειξε παραβίαση της αναλλοιότητας Λόρεντς.
- Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Journal of Cosmology and Astroparticle Physics και έθεσε νέα πειραματικά όρια στις αποκλίσεις από τους νόμους της φυσικής.
- Τα νετρίνα χρησιμοποιήθηκαν για την έρευνα λόγω της ευαισθησίας τους και της δυνατότητας ταλάντωσης μεταξύ τύπων κατά τη διέλευσή τους μέσω της Γης.
- Τα αποτελέσματα είναι ανταγωνιστικά με άλλα πειράματα, όπως τα IceCube και Super-Kamiokande, παρά τη μερική κατασκευή του ανιχνευτή ORCA.
- Μελλοντικές έρευνες θα αξιοποιήσουν την επέκταση του ORCA και το τηλεσκόπιο KM3NeT/ARCA για την παρατήρηση νετρίνων υψηλής ενέργειας.
Οι νόμοι του Αϊνστάιν επιβεβαιώνονται και από τα νετρίνα που παρατηρήθηκαν στα βάθη της Μεσογείου. Αναλύοντας 5.828 υποψήφια συμβάντα ατμοσφαιρικών νετρίνων, τα οποία καταγράφηκαν από το υποθαλάσσιο τηλεσκόπιο KM3NeT/ORCA, διεθνής ομάδα ερευνητών δεν εντόπισε ενδείξεις παραβίασης της αναλλοιότητας Λόρεντς, μιας από τις θεμελιώδεις αρχές της θεωρίας της σχετικότητας.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) και συνυπογράφεται, μεταξύ άλλων, από την Άλμπα Ντόμι και τον Λούκας Χένιγκ του Κέντρου Αστροφυσικής Σωματιδίων του Έρλανγκεν στη Γερμανία, θέτει νέα πειραματικά όρια στις πιθανές αποκλίσεις από τους γνωστούς νόμους της φυσικής.
Η αναλλοιότητα Λόρεντς προβλέπει ότι οι νόμοι της φυσικής διατηρούν την ίδια μορφή για παρατηρητές που κινούνται ο ένας σε σχέση με τον άλλο με σταθερή ταχύτητα. Ωστόσο, ορισμένες θεωρίες κβαντικής βαρύτητας, οι οποίες επιχειρούν να συμφιλιώσουν τη θεωρία της σχετικότητας με την κβαντική μηχανική, προβλέπουν ότι αυτή η αρχή ενδέχεται να παραβιάζεται.
«Δεν γνωρίζουμε ακόμη αν ο χωροχρόνος είναι συνεχής ή διακριτός», εξήγησε η Ντόμι. «Η αναζήτηση παραβιάσεων της αναλλοιότητας Λόρεντς αποτελεί έναν τρόπο διερεύνησης αυτής της πιθανότητας».
Η μελέτη
Τα νετρίνα αποτελούν ένα ιδιαίτερα ευαίσθητο εργαλείο για τέτοιου είδους έρευνες, καθώς μπορούν να διαπεράσουν τη Γη και να μετατραπούν από έναν τύπο σε άλλον κατά τη διάρκεια της διαδρομής τους, μέσω του φαινομένου των ταλαντώσεων.
Οι ερευνητές εξέτασαν 1,4 χρόνια παρατηρήσεων που συγκεντρώθηκαν από τους πρώτους έξι ανιχνευτές του ORCA, οι οποίοι βρίσκονται σε βάθος περίπου 2.450 μέτρων, ανοιχτά των ακτών της Τουλόν στη Γαλλία. Στη συνέχεια, συνέκριναν τις ενέργειες των νετρίνων και τις κατευθύνσεις από τις οποίες έφταναν με τις αντίστοιχες θεωρητικές προβλέψεις.
Παρότι δεν εντοπίστηκαν ανωμαλίες, η ανάλυση κατέγραψε για πρώτη φορά άμεσα όρια σε ορισμένες πιθανές επιδράσεις που σχετίζονται με τις ταλαντώσεις μεταξύ νετρίνων μιονίου και ταυ.
Τα αποτελέσματα είναι ανταγωνιστικά σε σχέση με εκείνα άλλων πειραμάτων, όπως τα IceCube και Super-Kamiokande, παρόλο που ο ανιχνευτής βρισκόταν ακόμη σε φάση μερικής κατασκευής.
«Με περισσότερα δεδομένα και την επέκταση του ανιχνευτή, θα μπορέσουμε να αναζητήσουμε ακόμη μικρότερες επιδράσεις», δήλωσε ο Χένιγκ.
Οι μελλοντικές έρευνες ενδέχεται να περιλαμβάνουν και το KM3NeT/ARCA, το οποίο είναι εγκατεστημένο σε βάθος περίπου 3.500 μέτρων, ανοιχτά των ακτών της Σικελίας, και έχει σχεδιαστεί για την παρατήρηση κοσμικών νετρίνων πολύ υψηλής ενέργειας.
