Sono stato molto incerto su cosa scrivere dopo avere letto il preprint di OPERA, e soprattutto dopo aver assistito al seminario di oggi pomeriggio che illustrava la misura della velocità apparentemente superluminale dei neutrini. Sono stato incerto perché, come c'era da aspettarsi, avere a disposizione i dettagli della misura provoca spesso più domande che risposte nella testa di un fisico sperimentale. Domande in parte poste dalla platea allo speaker immediatamente dopo il seminario, ma che non hanno comunque avuto risposte complete, soddisfacenti, approfondite, cosa peraltro normale alla fine di un seminario. A riportare più domande che rispose, immagino che quelli di voi in attesa di lumi certi e definitivi potrebbero restare delusi. Come se non bastasse, molti aspetti della misura sono veramente parecchio tecnici, e potrebbe diventare noioso o difficile discuterli. Anche se è probabilmente proprio in quelle tecnicità che si annida la solidità, o la fragilità, del risultato.
Come fa OPERA a misurare la velocità dei neutrini che vengono spediti dal CERN verso i Laboratori del Gran Sasso? La risposta a questa domanda è a una prima occhiata banale. La velocità di un oggetto in movimento a velocità costante può essere misurata con un approccio classico, facendolo viaggiare su una distanza nota e misurandone il tempo di percorrenza. Velocità uguale distanza diviso tempo, e il gioco è fatto. Il problema, in particolare per le misure di oggetti che si muovono molto veloci, è che occorre scegliere una distanza molto grande che si è in grado di misurare con precisione, ed essere altrettanto precisi nel misurare il tempo di percorrenza. Quanto distante? Quanto preciso?
I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) distano dal punto al CERN da cui parte il fascio di neutrini circa 730 km. OPERA sostiene di aver misurato questa distanza con la precisione di 20 centimetri. Ovvero, che il tragitto che i neutrini percorrono sia esattamente 730534.61 ± 0.20 m. Come viene effettuata questa misura? In sostanza, con rilevamenti geodesici, che in effetti, perlomeno allo stato dell'arte, possono garantire questa precisione anche su distanze così lunghe. Il problema è però che OPERA è sistemato dentro la caverna sotto il Gran Sasso, per cui non è possibile metterci un teodolite sopra, e triangolare direttamente verso nord. La più grande sorgente di incertezza sulla distanza CERN-LNGS è dovuta dunque all'estrapolazione della distanza del tratto finale sotterraneo, misura fatta nel tunnel del Gran Sasso con metodi tradizionali (come sui cantieri stradali) triangolando circa ogni 2 metri. Gli autori sostengono di potersi fidare di quest'ultima misura fino alla precisione citata, ma ovviamente nel pomeriggio sono state sollevate obiezioni. Per esempio, ci si è chiesti quali siano gli effetti delle maree su questa misura. In effetti, l'attrazione lunare modifica la lunghezza del percorso deformando la crosta terrestre. In media queste variazioni si annullano, visto che le misure dei neutrini sono eseguite su lunghi periodi. Il potenziale problema è che la misura della distanza viene invece effettuata su tempi decisamente più brevi, e potrebbe essere possibile che la si stia misurano un momento di massimo o di minimo della deformazione associata alle maree. Lo speaker oggi pomeriggio ha sostenuto caparbiamente che le misure dell'ultimo tratto sotterraneo erano state ripetute più volte in momenti diversi, persino bloccando il traffico del tunnel, e che hanno dato risultati compatibili. Certo, ha obiettato qualcuno, potrebbero essere compatibilmente sbagliate, se fatte sempre nello stesso modo. Ci vorrebbe dunque un modo indipendente per rimisurare la distanza CERN-LNGS, e qualcuno è persino arrivato a proporre la trivellazione di un pozzetto sopra OPERA, per mettere in corrispondenza al rivelatore un teodolite in superficie (peccato che, pare, allo stato attuale nessuno sia in grado di garantire la verticalità di un pozzo trivellato a meglio del 5%, che su una profondità di un chilometro farebbe 50 m di incertezza).
La misura del tempo di percorrenza dei neutrino tra il CERN e il Gran Sasso è persino più complicata. In sostanza, siccome non c'è un sistema intelligente per far parlare i due laboratori in diretta, il momento dell'emissione dei neutrini al CERN e del loro arrivo al Gran Sasso sono registrati indipendentemente, e il calcolo del tempo si può fare garantendo la sincronizzazione perfetta degli orologi di entrambi i laboratori. Il sistema più accurato per sincronizzare due orologi a 730 km di distanza consiste nell'usare due ricevitori GPS. Peccato che il normale sistema GPS garantisca una precisione di sincronizzazione non migliore di 100 ns, troppo per il tipo di misura che si vuole fare. Il CERN e OPERA si sono dati un gran da fare per far scendere la precisione della sincronizzazione a una manciata di nanosecondi, interfacciando le antenne GPS di entrambi i laboratori con degli orologi atomici al Cesio, e a un complesso sistema di misura tarato da ben due istituti di metrologia indipendenti. Se voleste sapere i dettagli, vi lascio andare a spulciare l'articolo: sono veramente complessi, e in generale penso che ci si possa fidare della precisione dichiarate.
Avere i due orologi ottimamente sincronizzati non risolve il problema della misura del tempo di percorrenza, è solo il presupposto minimo per affrontarlo. La questione è che non tutti i neutrini emessi al CERN arrivano fino al Gran Sasso: per quanto ben collimato il fascio si apre a cono lungo la strada, e copre all'arrivo un'area ben più larga del rivelatore di OPERA. Non è dunque possibile associare un evento registrato da OPERA a un preciso neutrino prodotto al CERN, e fare dunque una misura di tempo evento per evento. L'unica cosa che si può fare è una misura collettiva del tempo medio impiegato da tutti i neutrini che arrivano in OPERA, e qui iniziano le note dolenti.
Il fascio di neutrini generato al CERN viene prodotto spedendo dei protoni contro un bersaglio (si formato adroni di vario tipo, che con diverse catene di decadimento finiscono per decadere in muoni e neutrini muonici. Si scremano i primi con un magnete, gli altri proseguono per il viaggio in Italia). I protoni in questione escono dall'SPS, uno degli acceleratori storici del CERN che serve anche come iniettore per LHC. Ed escono in pacchetti per un tempo, detto in gergo tempo di estrazione, che dura circa 10.5 \(\mu\)s, seguito una pausa di 50 ms, e poi da una seconda estrazione che dura di nuovo 10.5 \(\mu\)s. Come vedremo, il tempo di estrazione è piuttosto lungo rispetto alle quantità che si vogliono misurare. Come se non bastasse, i protoni (e dunque i neutrini in quanto prodotti secondari) non escono nella stessa quantità nel corso di un'estrazione, il flusso varia nel tempo. E in più, questa variazione di quantità nel tempo è diversa tra la prima e la seconda estrazione, per via di come funziona l'acceleratore. Per ogni estrazione il CERN misura un profilo di quanti protoni (e dunque quanti neutrini) siano stati emessi in ogni istante durante ogni estrazione. Da parte sua, OPERA misura il profilo di quanti neutrini ha visto nel tempo, e poi va a confrontare questo profilo (medio) con la media dei profili misurati al CERN, introducendo nella procedura di confronto uno spostamento temporale che misura dunque il tempo di percorrenza (medio), o, più precisamente, la sua differenza rispetto al tempo di percorrenza della luce.
Questa procedura, per quanto ingegnosa, non è priva di punti oscuri. Per esempio, OPERA usa le due medie di tutti i profili corrispondenti alla prima e seconda estrazione misurati al CERN nel 2009, 2010 e 2011, facendo dunque le ipotesi che i profili siano assolutamente compatibili tra di loro nel corso di un anno (cosa piuttosto probabile, ma che comunque avrei voluto vedere quantificata), e soprattutto tra anni differenti (cosa meno scontata, visto che tra un anno e l'altro l'acceleratore viene spento e riacceso, e le condizioni potrebbero cambiare).
Nella lista dei vari errori sistematici citati nella misura del tempo, non ho visto citato né discusso un potenziale effetto dovuto all'uso di un profilo medio. La cosa che mi ha fatto scattare il campanello di allarme è questo grafico dei risultati dell'aggiustamento del tempo di viaggio usando i due profili mediati sulle tutte le curve dei 3 anni:
Sebbene compatibili nella loro incertezza, qualcuno potrebbe chiedersi se non ci sia una differenza sistematica tra la misura fatta con i dati del 2010 e quella del 2011, e se le cose non potrebbero essere amplificate con l'uso di un profilo mediato sulle sole curve dell'anno in questione. Magari si tratta di un effetto trascurabile, ma siccome gli autori pretendono di controllare la misura del tempo a livello di 6 ns, mi sarebbe piaciuto vedere discusso anche questo aspetto.
Come se non bastasse, la procedura di aggiustamento dei profili viene fatta con un metodo statistico detto della maximum likelihood. Ci sono dettagli tecnici (che vi risparmio) legati a questo approccio che non sono stati discussi a sufficienza, e che potrebbero essere una sorgente (trascurata?) di errore (per esempio, per chi ne mastica: una likelihood binnata o non binnata? Perché i bin sono più larghi della precisione dichiarata. E quali sono i chi-quadro dei fit? E questi fit sono stabili, se per esempio rimuovo un punto dalle distribuzioni misurate?). Di nuovo, magari si tratta di effetti trascurabili, ma chissà. A tutto questo potrei aggiungere qualche dubbio su come gli errori sistematici nelle varie componenti delle misure dei tempo sono stati trattati (siamo sicuri che si possano sommare in quadratura?). Potrà sembrarvi pedante, ma se la precisione dichiarata di 6 ns fosse invece di, chessò, 25 ns, la portata della misura sarebbe completamente diversa.
Arriviamo dunque alla conclusione. OPERA ha annunciato di aver misurato, con il sistema che ho tentato di descrivervi, un tempo di percorrenza dei neutrini che viaggiano dal CERN al Gran Sasso di circa 61 ns più veloce di quello che ci mette la luce a percorrere la stessa distanza. La misura avrebbe un errore statistico e uno sistematico entrambi di circa 6 ns, errori che corrispondono a un errore complessivo di circa 10 ns. Questo vuol dire che la discrepanza misurata sarebbe 6 volte più grande dell'errore della misura, cosa che renderebbe la probabilità che la discrepanza sia un accidente, una fluttuazione, molto improbabile. Dovreste dunque anche capire perché tutti nell'ambiente stiano a fare le pulci alla valutazione degli errori sistematici della misura: se quei 10 ns fossero invece 25 o 30, le probabilità che la discrepanza sia un accidente diverrebbero ben maggiori.
Sia l'articolo che la presentazione di oggi pomeriggio sono stati conclusi con una chiosa coraggiosa, e allo stesso tempo persino umile, che ho apprezzato:
Despite the large significance of the measurement reported here and the stability of the analysis, the potentially great impact of the result motivates the continuation of our studies in order to investigate possible still unknown systematic effects that could explain the observed anomaly. We deliberately do not attempt any theoretical or phenomenological interpretation of the results.
Nonostante la grande significatività della misura riportata e la stabilità dell'analisi, il potenziale grande impatto del risultato motiva la continuazione dei nostri studi per investigare altri effetti sistematici ignoti che potrebbero spiegare l'anomalia osservata. Evitiamo deliberatamente di proporre una spiegazione teorica o fenomenologica del risultato.
L'ultima frase mi sembra proponga il migliore atteggiamento di fronte a questo risultato. Prima di mettersi a speculare quale possa essere l'impatto di questo fenomeno sulla nostra comprensione del mondo, occorre essere sicuri che il fenomeno esista veramente. E dunque, eventualmente confermarlo, con analisi alternative degli stessi dati, e misure indipendenti da parte di altri esperimenti. Al lavoro.
The OPERA Collaboration (2011). Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam arXiv DOI: http://arxiv.org/abs/1109.4897v1
grazie, ottima spiegazione per chi non è un fisico delle alte energie 🙂
Grande lavoro, Marco, come sempre (poi lo leggo meglio nel dettaglio, ho solo scorso in fretta!).
Ho apprezzato anche io molto la chiosa coraggiosa, finalmente un po' di etica scientifica. A giudicare dalla lunghezza e dall'intensita' degli applausi, anche il resto dell'auditorium ha apprezzato.
Anche per me la parte piu' oscura e' quella legata alla likelihood, e mi sarebbe piaciuto avere ulteriori dettagli. Uhm, e anche la simulazione (ma e' una mia fissa, ho lavorato troppo in un esperimento di precisione la cui filosofia era di evitare i montecarli come la peste!).
Vedremo. Nel frattempo mi deprimo a leggere il comunicato stampa del MIUR. Sic.
By the way, ho letto solo ora che hai vinto al concorso al CNRS, e direttamente CR1!
Complimenti ... abbiamo lo stesso "patron" ora 🙂
Questo sì che è un approfondimento!
Marco, una mia curiosità: c'è il sentore che qualcuno (inteso come esperimento, tipo il MINOS o T2K se ho ben capito) nel breve periodo si metta a riprodurre l'evento per confermarlo/confutarlo?
Insomma, rimarrà tutto in casa del team che ha prodotto questi risultati?
Dovrebbe esserci il Super Kamiokande in Giappone che dovrebbe esser già tornato attivo... Il grosso dell'apparato è analogo... non so però se dispone di un "generatore di neutrini" abbastanza vicino o si occupa solo di neutrini extraterrestri..
@Fabio: si, ce l'hanno: T2K a Super-Kamiokande riceve neutrini dall'acceleratore di J-Parc, a 295 km di distanza. Sono insieme a MINOS negli USA i candidati naturali per verificare la misura.
Ottimo, Marco. Buon lavoro a tutti!
Complimenti per l'articolo Marco, molto chiaro e completo. Come sempre d'altronde ! 🙂
La precisione non dovrebbe essere di 20 centimetri? Nella terza riga sotto la prima figura c'è scritto metri 😀
@Luca: corretto. grassie.
Segnalo due errorini. "OPERA sostiene di aver misurato questa distanza con la precisione di 20 metri": dovrebbero essere 20 cm. "peccato che, pare, allo stato attuale nessuno sia in grado di garantire la verticalità di un pozzo trivellato a meglio del 5%, che su una profondità di un chilometro farebbe 50 cm di incertezza": il 5% di 1000 m sono 50 m e non 50 cm.
@Daniele: grazie, corretti. Metri e cm sono andati e venuti durante la revisione, me ne sono rimasti due o tre nella tastiera 🙂
scusate ma la verticolita del pozzo non è difficile da controllare basterebbe del filo a piombo in un colpo solo o a più riprese si potrebbe conoscere la lungezza del pozzo in breve non sarebbe di sicoro il problema
Aspettavo con grande interessamento una spiegazione chiarificatrice. Non chiedevo di meglio. Ringraziando : mi compiaccio.
Ciao,
bel post e bella descrizione della scoperta fatta dai fisici del CERN e di OPERA. Effettivamente le spiegazioni che ci sono in giro o sono troppo semplicistiche o sono troppo complesse.
Personalmente sono dell'impressione che la complessità del metodo di misura possa nascondere (e bene) degli errori sistemici.
Ad ogni modo non mi dispiacerebbe vedere la teoria della relatività ristretta essere messa in discussione. Ci sono tanti punti oscuri, nella fisica moderna, che lasciano pensare che zio Albert ci sia andato vicino ma non ci abbia completamente preso.
Continuerò a leggerti 🙂
ciao
g.
Uno dei pochi vantaggi, se non il principale, del non appartenere ad alcuna amministrazione pubblica o privata per poter continuare a pigliare soldi a fine mese, sempre e comunque, per il resto della propria vita, è di poter sparare c... senza tema di gettare discredito sull'amministrazione cui si appartiene o rovinare la propria "carriera" e mettere in forse la propria reputazione accumulata per poter usufruire di quel continuare a pigliare soldi.
Alla luce di quanto sopra non ho pertanto nessuna difficoltà a riaffermare la mia convinzione nella validità della teoria dell'affioramento dell'iceberg del neutrino fra universi paralleli nell'interpretazione di tale fenomeno, apparentemente nuovo.
D'altronde, se il fenomeno venisse confermato, l'autorevolezza accumulata in oltre un secolo, da amministrazioni scientifiche, sulla validità delle leggi di Einstein della insuperabilità della velocità della luce, andrebbe a farsi benedire. Con buona pace di chi ha appartenuto a tali amministrazioni. L'importante è pigliare soldi. Poi che c sia superabile o insuperabile... ma chi se ne frega! Va bene tutto. L'importante è continuare a pigliare soldi.
PS - Come burrasca, avevo preso l'impegno che un mio successivo intervento in questo blog sarebbe stato più improbabile di un evento di decadimento spontaneo di un protone nell'universo. Ma la possibilità che la velocità della luce venisse superata, era un evento ancora più improbabile, praticamente nulla. Se i neutrini hanno pensato bene di violare la relatività di Einstein, credo altrettanto bene di poter venire abbondantemente meno io al mio precedente impegno.
Il fenomeno, se confermato, fa tremare i polsi e battere forte il cuore di ogni essere umano che abbia avuto un minimo di formazione tecnico-scientifica nel'ultimo secolo.
PS2 - Oltre a burrasca, aveva provato ad intervenire in questo blog, per portare lumi sulle riflessioni di un certo "omino", anche un tale "pinco pollino", anch'egli presto invitato a non intervenire oltre, perché disturbava. Ed anche pinco pollino ha smesso di intervenire. Chissà se a volte, a veder realizzati i propri desideri, ci si guadagna poi davvero? Burrasca, l'omino e pinco pollino continuano a vivere la propria esistenza senza dover sottostare alle rigide leggi di amministrazioni pubbliche o private per cui prima di tutto conta continuare a pigliare soldi, poi, tutto il resto, chi se ne frega!
No, noi non ce ne freghiamo!
🙂
@Marco: non mi piace dire cose già dette e ridette da altri, ma effettivamente questo è il miglior articolo che ho letto sull'argomento. Sicuramente è il più chiaro e completo, e probabilmente comprensibilissimo per molti. Grazie per il tempo che dedichi al blog.
Son capitato sulla pagina di Odifreddi, conosciuto probabilmente ai più per i vari libri che vanno a detrarre la credibilità del cristianesimo e affini, e lì leggevo che comunque anche se la velocità limite non fosse quella della luce la relatività sarebbe comunque salva viste le centinaia di prove e controprove che può annoverare a favore della sua giustezza. Personalmente trovo l'articolo ingiustificatamente sminuente perchè ritrovarci con una velocità più veloce della luce con una particella che apparentemente ha massa a mio avviso solletica l'idea che la relatività proprio come la meccanica newtoniana possa essere solo un approssimazione quindi. sì il podio per Einstein è intatto, ma potrebbe scendere al secondo gradino. Oltretutto c'è un problema che a mio parere è centrale, se non per il fatto che la relatività si fonda storicamente sul tentare di aggiustare le discrepanze tra l'elettrodinamica e la dinamica classica. Ritornerebbe il dimenticato problema: IN QUALE SISTEMA DI RIFERIMENTO DOBBIAMO MISURARE LA VELOCITA' DELLA LUCE? Che è un problema direi centrale! E a questo punto con quale velocità viaggerebbe l'informazione? Senza dimenticarci che la velocità della luce misurata non è one-way, chissà se questo possa centrare qualcosa...
@Wiz: l'idea rivoluzionaria di Einstein è stata che la luce ha la stessa velocità qualunque sia il sistema di riferimento, cosa dalla quale discendono tutte le conseguenze (testate sperimentalmente!) della teoria della relatività!
Ottimo, davvero. Ora ho qualche spunto in più per affrontare le miriadi di domande che di certo ci pioveranno addosso in planetario :D.
Personalmente ho apprezzato molto il letimotiv dell'umiltà e del "serve una conferma indipendente" e disprezzato la solita zichichiana ricerca della ribalta ad ogni costo.
A livello euristico mi era scattato un campanello d'allarme quando nel preprint ho letto che dalle misure i neutrini supererebbero la velocità della luce di un 10^-5 c (il che dimostra che il mezzo più veloce della Galassia resta ancora il Millenium Falcon :P): ovvio che neutrini decisamente superluminali - if any - sarebbero già stati scovati tempo addietro (o no?), ma così la velocità dei nostri sembra decisamente vicina a c (fine tuning? :D), e come dicevi basta un qualche piccolo errore sistematico non considerato per riportare facilmente il tutto alla "normalità".
Attendo impaziente conferme (o smentite) indipendenti.
Certo che se venisse confermato che il muro della velocità della luce può essere infranto (e qui salutiamo il postulato della relatività ristretta) e che la costante di struttura fine non è costante nel tempo (e qui salutiamo il principio cosmologico), staremmo davvero vivendo tempi interessanti...
Il nostro mondo fisico possiede due limiti: uno inferiore e uno superiore. Quello inferiore è la temperatura di zero assoluto, meno 273,16 gradi Celsius o zero Kelvin; quello superiore è la velocità della luce...
se salta la seconda è ragionevole pensare che salti anche la prima ?
oppure...
non è che i nostri metodi di misurazione di tali grandezze siano obsoleti, inadeguati ?
in fondo metri, gradi Celsius, secondi ecc. altro non sono che convenzioni tra di noi accettate da tutti, che si abbia bisogno di nuove unità di misura ?
io fatico a dare torto ad Albert sono propenso a pensare che siano altre le ragioni, qual'ora si dimostrase vero che i neutrini muonici viaggino ad una velocità superiore a quella della luce.
Complimentiiiiiiiiiiiii ...bla ..bla ...bla, tutti gli hanno fatti, ma io ho da farti 2 rimproveri 😀 :
1 - La data di pubblicazione dell'articolo è 23/09, dici di essere stato indeciso su cosa scrivere, poi hai scritto qualcosa che un comune mortale avrebbe impiegato giorni, quindi che fine ha fatto " Poi andrò a prendere Giulia all'asilo, la porterò dal pediatra, infine raggiungeremo Irene a un aperitivo a Plainpalais, e se la pupa non è troppo stanca magari andremo persino a mangiare una pizza. Se i neutrini viaggiano a una velocità maggiore di quella della luce, lo hanno fatto anche ieri e la settimana scorsa e un millennio fa. Nessuna ragione di rovinarsi la serata!"
Se hai privilegiato noi a discapito di Irene e Giulia sei prorpio un .....fisico renitente 🙂 🙂 🙂 (qui ci starebbe bene una barzelletta ma già sono prolisso quindi evito).
2 - Sono un ragioniere, ex informatico, ora un lavandaio, capisco di non essere all'altezza, ma sia il tuo scritto che i commenti (escluso un certo burrasca) mi fanno capire quanto vasta e profonda sia la mia ignoranza. Non sono del tutto felice 🙂 🙂
Scherzi a parte, alla fine della giostra quello che rimane sono solo dubbbbbi, bene! Una mia sintesi dell'accaduto (a pelle e senza numeri) può essere espressa con la famosa battuta ....a me me pare na strunzata. Complimenti!
Di nuovo grazie per il tempo che ci dedichi e dei tuoi ottimi tentativi di far capire anche ad un caprone come me.
" Una mia sintesi dell'accaduto (a pelle e senza numeri) può essere espressa con la famosa battuta ....a me me pare na strunzata "
sintesi perfetta...:):)
infatti è quello a cui mi riferisco anche io, se le misurazioni sono basate su convenzioni, non cambia nulla...
Non ho capito la citazione sul mio conto come dovrebbe essere interpretata! 😐
Ad ogni buon conto... comunque se ne parli, purché se ne parli! 🙂
@Demetrio: la serata è andata un po' diversamente dal previsto: dopo l'aperitivo Irene è stata invitata a cena dai suoi colleghi, io e la pupa siamo rientrati a casa perché oltre una certa ora Giulia crolla. La cosa mi ha lasciato un po' di tempo dopo cena per scrivere, renitenza o meno. Mi sono rifatto con la pizza sabato sera 🙂
Decisamente più preciso questo articoletto del comunicato ufficiale del MIUR: un tunnel di 700 km!!!!
http://www.cronacalive.it/la-gelmini-e-il-tunnel-di-700-km-tra-svizzera-e-italia.html#axzz1YraiOn3w
Il nonno che fà le domandine impertinenti é ancora vispo e vegeto e segue nei suoi limiti questo blog, tra l'altro enormemente migliorato e completato dalla foto dell'autore. I nonni sono sempre orgogliosi dei "nipoti" bravi, belli e contestatori per cause buone, s'intende. In merito alla velocità superluminale dei neutrini una spiegazione potrebbe esistere. I curiosi possono leggerla sul mio sito raggiungibile digitando il mio nome su Google. (HOME Aggiornamento 15 o pagina iniziale de LA GRAVITA' PRIMARIA). Mi scuso per l'intrusione, ma sono stato breve e discreto. Sinceri saluti ed auguri di buon lavoro. Vittorio D'Ascanio.
ottima sintesi del seminario e delle questioni aperte in fase di discussione. Con aggiunta di dettagli che ne facilitano la comprensione. E' sempre un piacere leggerti.
grazie
Solo per ringraziare il modo didattico e chiaro nello spiegare cose troppo complicate per non addetti come me.
Non vedo il problema, lì al CERN non siete nemmeno capaci a calcolare la lunghezza di un tunnel?
http://www.istruzione.it/web/ministero/cs230911
Ottimo articolo, grazie.
Tra i vari blog questo di marco è sempre quello più puntuale ed esaustivo… agli occhi di un non addetto ai lavori come me… bravo
Da alcune parti ho letto che se mai venisse confermata questa misurazione da altri esperiminti, una spiegazione teorica per salvare capra e cavoli, mantenere valida al relatività ed ammettere velocità superluminari, sarebbe quella di ammettere masse immaginarie e quindi l'esitenza dei tachioni (il neutrino sarebbe il tachione)!!!
Marco ti faccio una domanda: i rilevatori saprebbero distinguere una massa immaginaria da una massa reale ??? E poi, ma la massa delle particelle non è dedotta proprio dalla loro velocità massima… più son lente e più sono pesanti ? Come se ne verrebbe fuori ? Sembra il cane che si morde la coda ???
@Jonathan: chi lo sa che vorrebbe dire una "massa immaginaria"? Dare un significato fisico a una formula matematica è una delle cose più complicate in questo mestiere. Non posso veramente risponderti...
Immagino... un po come spiegare cos'è il collasso della funzione d'onda 😀
grazie ugualmente
Ma a quanto pare Minos gia nel 2007 aveva fatto un'osservazione simile (con più discrezione e meno chiasso):
http://arxiv.org/abs/0706.0437
e cosa ci dici invece della SN1987a?
Ecco, se andiamo a impelagarci coi neutrini della SN1987a non ne usciamo più, soprattutto se ci mettiamo dentro il burst di neutrini visto dal Liquid Scintillator Detector (in breve: LSD - e non è uno scherzo) sotto il Monte Bianco ore prima che il resto del mondo registrasse qualcosa...
Un passo alla volta: prima accertiamoci del fenomeno, poi vediamo che conseguenze detto fenomeno porta.
Oh, ma io non sono Marco, e questa ha proprio l'aria di una considerazione non richiesta.
Sorry.
@Emanuele: stai scherzando, vero? Il burst visto sotto il Monte Bianco è ovviamente un bel problema. Ma prima che ne possa parlare devo andarmi a rileggere l'articolo di Galeotti e compagni, sono passati troppi anni dall'ultima volta che mi sono occupato di astrofisica 🙂
Scherzando? In merito a cosa? Al nome? Neanche per sogno, si chiamava proprio LSD, Liquid Scintillation Detector.
Ciò che mi ricordo della SN1987a è che dopo circa 8 ore di racconti dettagliati riguardanti stelle che non dovevano esplodere come supernovae, energia di soglia degli esperimenti, time shifting, diversi modelli di collassi di stelle a neutroni, etc...alla domanda "Ma, mi scusi, alla fine questi neutrini li avete visti o no?", la risposta fu: "Non lo sappiamo". 😀
(Piccolo aneddoto sui nomi: chiuso l'esperimento di cui sopra, sotto il Monte Bianco più o meno lo stesso gruppo era dedicato ai monopoli magnetici e - se non ricordo male - al decadimento del protone, con l'esperimento NUcleon Stability EXperiment. Ora, sembra che un collega di Saavedra e Galeotti abbia commentato: "Scusatemi: prima LSD, adesso NUSEX...come potete sperare che vi si prenda sul serio?")
@Giuseppe: MINOS ha una misura che va nello stesso senso, ma molto meno significativa, nel senso che è virtualmente indistinguibile da una fluttuazione statistica. I neutrini da supernova invece sono stati generalmente misurati viaggiare più lentamente della luce, cosa che non va molto d'accordo con il risultato di OPERA, a meno di non considerare scenario più complessi (dipendenze dall'energia e dal sapore dei neutrini), o di non voler mettere in dubbio le misure da supernova.
La questione della supenova non mi convince. Se i neutrini fossero arrivati veramente con molto anticipo (anni?) non c'era nessuno a misurarli e/o a correlarli con la supernove. Quelli rilevati in corrispondenza del lampo potrebbero essere una seconda emissione più lenta. Non è detto che tutti i neutrini siano superluminali
Ho letto su Ars Technica, qui
http://arstechnica.com/science/news/2011/09/neutrino-results-depend-on-exquisite-measurements-of-time-space.ars
che i neutrini provenienti dalle supernovae non arrivano affatto prima dei fotoni, come ci si dovrebbe aspettare dato che le distanze cosmiche sono infinitamente maggiori di quella fra Ginevra e il Gran Sasso.
E' corretta questa osservazione?
"The other reason that many are voicing skepticism are past measurements of neutrino speeds obtained from supernovae. Since these are so incredibly distant, the small signal seen here would be huge—the neutrinos should arrive roughly four years ahead of the photons. Other experiments on Earth also suggested insignificant differences. One possible explanation for this is the energy of the neutrinos, since OPERA uses much higher energy than the other sources. But the paper indicates that's not likely to be the case, since the authors saw the same signal with both 10 and 40GeV neutrinos. "
@MinimaAccedemica (Chiara): far convivere le misure dei neutrini che arrivano dalle supernove e questa presentata da OPERA non sarebbe banale. Ovviamente, ci sono strade possibili, come dice l'osservazione che riporti: per esempio, sono neutrini di sapore diverso, e di energie diverse. Cosa che non prova che la misura di OPERA non sia attendibile, solo il fatto che se lo fosse, l'universo funzionerebbe in un modo ancora più difficile da spiegare.
Caro Marco,
Approvo completamente la precisione che hai usato per spiegare l’argomento.
Mi domando però perché non usi la stessa pignoleria nel verificare le teorie relativistiche?
Accettare l’alterazione degli orologi atomici posti sui satelliti GPS come conferma della bontà della relatività è sbagliato. Noi con questo fatto sperimentale verifichiamo solamente che gli orologi atomici rallentano il loro ritmo quando sono vicini ad un grande pianeta massivo.
Infatti gli orologi montati sui satelliti hanno un ritmo più alto di quelli posizionati a terra, qui la risposta non è che il tempo rallenta con la gravità, ma è, l’orologio atomico è condizionato dalla gravità, per questo gli orologi posti sui satelliti vengono spostati in frequenza prima del lancio proprio per compensarne lo scarto. Con questo si deduce che gli orologi atomici non sono “assoluti” perché vengono condizionati dai pianeti massivi, succede questo perché l’orologio atomico lavora sul salto di livello, ma questo salto di livello può essere condizionato anche dall’alterazione della frequenza atomica e la frequenza può essere condizionata se si è in presenza di una forte gravità. La conferma l’abbiamo dalla taratura dell’orologio prima del lancio, se fosse stato “assoluto” non avremmo proprio avuto la possibilità di tarare l’orologio.
Per ulteriori informazioni http://www.lafisica.info/orologi_atomici.html
L’orologio atomico come la clessidra è condizionato dalla gravità, dal momento che il suo funzionamento si basa sull’oscillazione di un atomo di cesio (con massa) e la massa come sai è condizionata dalla gravità.
Dire che gli orologi atomici confermano la relatività di Einstein questa è una vera bufala scientifica.
Con Einstein purtroppo siamo usciti dai binari della logica scientifica, ma dubito fortemente che questo piccolo sobbalzo ci faccia tornare la ragione, per comprendere la fisica bisogna prima capire la meccanica dei singoli fatti e solo dopo si può pontificare delle teorie strabilianti. http://www.lafisica.info
Voi ricercatori che amate anche divulgare avete un compito importante da svolgere, dovete verificare prima se le teorie che vengono esposte rispettano i principi scientifici consolidati, altrimenti si devono informare i propri lettori delle contraddizioni emerse e che le teorie sono ancora tutte da verificare.
Il vostro lavoro se viene fatto bene è fondamentale per un sano progresso, ma solo se è eseguito con imparzialità e competenza.
Buona conoscenza a tutti
Sempre la statistica di mezzo? 🙁
Non è possibile prendere un neutrino e un fotone, identificarli (segnarli con la penna rossa e Blu) farli correre attraverso un tunnel e vedere chi arriva prima? 😀
Mi sembra che avevamo avuto (noi io, i fisici) un approccio con errori statistici proprio a riguardo del bosone di Higgs pochi giorni fa (e non so come sia andata avanti la storia).
Si ripresenta, con molta approssimazione (come è giusto che sia) un problema concettuale alla Zenone (Achille e la tartaruga). Il fotone è più veloce del neutrino per antonomasia, ma se ci ragiono sopra trovo sempre un errore non controllabile...cioè difficilmente misurabile se no con la statistica che prevede un altro tipo di errore e così via. Alla fine chi ha vinto la gara? Al vincitore daremo un premio statistico secondo il margine di errore? Trequarti di coppa al neutrino e un quarto al fotone...quando va male, altrimenti trequarti di coppa al fotone e un quarto al neutrino. Nessuno ha mai pensato che il fotone, davanti a quello splendido panorama del Gran Sasso potrebbe rallentare? No è? 😛
ottima spiegazione 🙂
la misura è tutt'altro che certa...
Bell'articolo, complimenti 😀
Fare un buco sopra OPERA attraverso il Gran Sasso non è molto fattibile, ma a quanto pare noi italiani abbiamo finanziato addirittura un intero tunnel sotterraneo che collega il CERN al Gran Sasso!!!
Parola del nostro "ministro dell'istruzione e della ricerca": http://www.istruzione.it/web/ministero/cs230911
leggermente off topic:
http://www.istruzione.it/web/ministero/cs230911
marco ti prego guarda che dice il nostro ministro!!! assurdo!! aiutooooo
vi prego ragazzi... ditemi che non è vero quello che leggo sulla gelmini...il tunnel dal cern al gran sasso che gli è costato 45 milioni di euro... vi prego.
http://www.repubblica.it/scuola/2011/09/24/news/gelmini_graticola_web-22159777/
Scusate la palese ignoranza: ho letto la spiegazione ma provo a fare una domanda avulsa dal contesto figlia della mia formazione umanistica (sono archeologo) e di geometria scolastica e non scientifica a livello di fisica teorica:
Una particella viaggia a 300.000 Km/s (approssimata), la si spara su un percorso di 700Km che quindi dovrebbe compiere in pochi millesimi, si dice che un'altra particella è arrivata 60 nanosecondi prima: quindi si vuole misurare la distanza di pochi miliardesimi di millimetro con strumenti che hanno una incertezza di 20cm.
Fatemi capire come funziona, io che ben conosco l'incertezza di un rilievo davvero non capisco come funziona questa misurazione... 😕
Altra cosa: ma possibile che sui giornali si parli quasi di conquiste scientifiche a proposito di un esperimento di laboratorio che ci metterà anni ad essere confermato e soprattutto a seguito di una simile analisi fatta qualche tempo fa che invece smentiva categoriamente che la velocità dei fotoni potesse essere confermata... Due ricerche che nello spazio di 1 mese di smentiscono a vicenda... 🙂
Scusate nel post precedente volevo scrivere "la velocità dei fotoni potesse essere superata"...
Sorry
Occhio: 60 ns alla velocita' della luce corrispondono a metri, non miliardesimi di millimetro 🙂
La sensazione che ho ricavato io dalla lettura dell'articolo e dal seminario e' che, se c'e' qualche problema, questo si puo' facilmente annidare in una sottostima dell'errore introdotto dal fit dei dati finali, ovvero dall'ultimissima parte dell'analisi, diciamo quella "statistica".
Altri avanzavano dubbi sul modo in cui sono stati combinati assieme gli errori sistematici introdotti dai vari passaggi della misura.
Su 300.000 Km saranno metri, ma su 700Km percorsi in 2,4 millesimi di secondo saranno un po' meno di metri... o sbaglio?
È ovvio naturalmente che la mia mancanza di competenze non mi permette di comprendere i dati chiaramente: ma qui parliamo di orologi atomici e GPS (che poi il termine scientifico corretto è GNSS) che devono calcolare l'esatta posizione dello start e dell'end.
Infine, che differenza vi sarebbe tra un esperimento di laboratorio e la realtà naturale? Il fatto che il laboratorio siamo in grado di lanciare i neutrini a quella velocità, significa che in natura possono raggiungerla? Anni fa venne sparato un raggio laser a 600.000 Km/h ma era un esperimento di laboratorio...
Comunque divago, mi sento troppo ignorante in questo contesto... 😀
No Simone, 60 ns alla velocità della luce sorrispondono a metri. La distanza percorsa non c'entra niente, proprio come nelle corse di formula 1 una differenza di tempo tra due auto corrisponde ad una certa distanza indipendentemente dal numero di giri che hanno già percorso, ma dipende solo dalla loro differenza di velocità.
Dubito che abbiano potuto lanciare un raggio laser a 600.000 km/h (a meno che non volessero lanciare proprio l'emettitore e non il raggio: la luce si muove a 300'000 km/s e basta), artificiale o naturale che sia. Realizzare un esperimento in laboratorio ha lo scopo di riprodurre condizioni osservate in natura ma in un ambiente controllato (nei limiti delle nostre conoscenze). In questo modo è possibile misurare precisamente ciò che vogliamo conoscere, senza essere soggetti ad influenze indesiderate.
p.s.
la luce hai il valore che citi quando propaga nel vuoto.
Non nel vuoto puo' avere velocita' sensibilmente piu' basse.
delo
Ottimo articolo, grazie
Articolo ben fatto. Completo, chiaro e puntuale. Grazie per l'opera di divulgazione scientifica.
... son rimasto esterrefatto a sentire la dichiarazione del ministro Gelmin in merito a questo fatto 😀
che figure di m...a ci tocca fare :/
Grazie Marco,
Per questo articolo e - in generale - l'effort e professionalità che impieghi in questo fantastico blog.
Leggo da qualche mese il tuo blog e appena uscita la notizia della velocità superluminale dei neutrini mi sono fiondato - con velocità decisamente minore, ma cmq al massimo della mia umana velocità - sul tuo blog.
Grande Marco, nn stancarti mai e continua così.
Sei un bene x la comunità 😉
Ciao Marco,
intanto mi unisco al coro di ringraziamenti: finalmente ho capito dove stanno i paletti e dove i dubbi... che dai giornali e il Miur...va beh lasciamo stare...
Mi chiedevo se hanno tenuto in considerazione il terremoto dell'aquila...
cioè il Gran Sasso è proprio lì...le distanze non potrebbero essere leggermente diverse dopo il sisma (forse però impercettibilmente meno dei 20cm)? o che sia possibile che "qualcosa" (e cosa?!) nello strumento a quel punto si sia starato e non sia stato ritarato?
grazie di tutto
Mi accorgo adesso che è possibile rispondere anche ai singoli commenti.
Il terremoto dell'Aquila è stato ben visto così come lo spostamento relativo delle placche. Le misure sono state ripetute molte volte, almeno quelle GPS.
@Francesca: si, il terremoto ha spostato la posizione dei Laboratori del Gran Sasso in maniera sensibile, e la cosa è stata rivelata con grande precisione dagli strumenti che la monitorano. Normalmente vedono chiaramente la deriva dei continenti, figurati una botta come quella!
@Marco: immagino che lo spostamento dovuto al terremoto, immagino, è stato visto e misurato molto precisamente con GPS che come dicevi tu però si riferisce solo al punto in superficie... però potrebbe essersi leggermente deformata la massa rocciosa tra il punto in superficie e il rivelatore in profondità: in fin dei conti sono km di roccia. Dopo il sisma avranno rifatto anche la misurazione "tradizionale" con triangolazioni geodetiche attraverso il tunnel dal punto in superficie al rivelatore??
La chiosa finale mi pare tutto men che coraggiosa.
Quella, unita alle dichiarazioni di Ereditato, danno l'idea che gli autori siano i primi ad avere dei dubbi sulle loro misure.
Non so cosa facciate voi nel campo delle alte energie, ma a me hanno insegnato che non si vanno a fare certe affermazioni davanti alla comunità scientifica senza avere la sicurezza di ciò che si dice.
Se gli autori stessi si presentano perplessi sull' *attendibilità delle loro misure*, allora forse dovrebbero semplicemente tacere.
I cassetti degli scienziati sono pieni di misure in cui non si ha fiducia e che danno risultati balordi: divulgare questi risultati in modo così titubante mi da' l'idea che si voglia lanciare il sasso riservandosi poi una "via di fuga" per ritirare la mano.
Nella scienza, però, bisogna avere il coraggio di metterci la faccia rivendicando la bontà dei propri dati. Oppure stando zitti.
Tertium non datur.
@Cavalere della ual: Volendo uscire dalla pura discussione scientifica, potremmo discutere ore sull'opportunità di diffondere i risultati a questo livello di maturità. Come hai forse letto in giro, persino all'interno della collaborazione OPERA c'è stato un certo dissenso sull'opportunità du pubblicare l'analisi a questo livello. E infatti il preprint non è firmato da tutta la collaborazione. TI lascio immaginare i retroscena da solo.
Domanda : Come mai la rotazione della terra non entra nel calcolo? I neutrini non risentono minimamente della rotazione, ma gli schermi che rilevano i neutrini? Non è che dall'istante nel quale il neutrino parte, lo schermo del Gran sasso (che ruota con la terra) scappa verso est e quindi la distanza nello spazio è maggiore di quella calcolata?
@Lallo: la domanda è stata posta alla fine del seminario. Apparentemente hanno considerato la rotazione terrestre, e hanno misurato un effetto trascurabile. Nel preprint la cosa è accennata ma non troppo approfondita.
L'effetto dovuto alla rotazione della terra dovrebbe essere circa 80 cm (40000km/86400sec fa piu` o meno 500 m/sec; questo va moltiplicato per 2.4 millisecs (=1.2m), e ancora per ~0.7, (circonferenza del parallelo del Gran Sasso/circoferenza all'equatore)
Mi unisco ai complimenti per la chiarezza della spiegazione. Sono un profano ma mi sembra che i dubbi maggiori siano sulla misura della distanza: in 60 nanosecondi, se non ho sbagliato i conti, a quelle velocità si percorrono circa 18 metri che sulla distanza di circa 730 km sono 25 parti su un milione. Come essere sicuri di questa distanza su un percorso all'interno della crosta terrestre che nel punto più lontano dista 11 km dalla superficie così corrugata di una pseudo sfera ? E se si ammette che si possa sbagliare di 50 m su un pozzo di 1 km possibile che si misuri una corda all'interno della terra con un errore di soli 20 cm su 730 km?
Il problema dello scavare il pozzo è nello scavare il pozzo, non nel misurare dove si sta andando: non abbiamo materiali ed attrezzature capaci di scavare il pozzo con la precisione richiesta, non è che poi, una volta scavato, non saremmo capaci di misurare dove sta andando.
Un dubbio di fondo.
Se il metro è una unità di misura basata sulla velocità della luce, (distanza coperta dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di secondo) e se la velocità della luce è nota in modo sufficientemente esatto, possiamo arrivare ad una misurazione sperimentale basata sulla lunghezza per determinare velocità di tali ordini di grandezza (fotoni o neutrini che siano)?
ah, dimenticavo l'articolo è un vero approfondimento come non se ne trovano nel web, a parte la fonte primaria (dal simposio). Lo apprezzo davvero tantissimo.
Segnalo una svista: si dice "il tragitto che i neutrini percorrono sia esattamente 730534.61 ± 0.20 m" tuttavia nelle illustrazioni per due volte viene citata una distanza di 732 km. Dovrebbe essere errata l'indicazione delle illustrazioni (ammesso che abbia una qualche importanza riportare la distanza sui disegni).
@Logico: ho preso in prestito il grafico dal sito ufficiale di OPERA, senza avere il tempo di modificarlo. Ma hai ragione, queste illustrazioni sono solo indicative!
@Logico: per quanto ne capisco io la velocità luce è - in pratica - il nostro metro campione. Qualsiasi misura di lunghezza che noi possiamo fare dipende dalla velocità della luce. Il mio metro di legno è fatto di molecole separate da una distanza che dipende dalla velocità della luce (campi elettromagnetici). Il laser usato dai geometri - non c'è bisogno di dirlo - fa misure che dipendono dalla velocità della luce. Qualsiasi fosse la velocità della luce, noi otterremmo sempre le stesse misure. Nessuno (che io sappia) fa misure con tecnologie che dipendono dai neutrini e perciò la velocità di questi deve essere sempre rapportata con quella della luce.
I martellatori della relatività mi pare che trascurino questo fatto. Anche se i neutrini andassero più forte, tutti gli argomenti dell'elettromagnetismo (e quindi di tutta la fisica dagli effetti pratici) rimarrebbero invariati.
@Marco: a quando la Borborigmi SpA? Con tutti questi commenti ti ci vuol la segretaria! 🙂
infatti se consideriamo la luce come "modo per arrivare a misurare le distanze", come si arriva a misurare la velocità della luce? (non si calcola sempre distanza / tempo impiegato ?)
Mi correggo: forse quella di cui parliamo potrebbe essere considerata la prima misura di una distanza fatta con i neutrini, a patto di conoscere la velocità dei malefici! 🙂
Riprendendo il discorso dell'elettromagnetismo vorrei spiegarmi meglio: anche gli "ingranaggi" una macchina complicata come LHC alla fine si basano tutti sull'elettromagnetismo, non sul "neutrinismo". 🙂
Come suggeriva qualcuno, non è possibile far percorrere ad un fotone lo stesso identico percorso e misurare quanto tempo impiega con le stesse modalità con cui si è misurato il tempo impegato dai neutrini? Mi sembra la storia della penna in orbita degli americani e della matita dei russi.
no perché i fotoni non attraversano la materia (chilometri di terra e roccia) e il tunnel che collega la partenza (ginevra) all'arrivo (gran sasso), esiste solo nella menta bacata del nostro ministro !!!
Cioè, praticamente, i fotoni deviano (gli ostacoli), e i neutrini tirano dritto? Allora ci credo che arrivano prima 😀
i fotoni non zigzagano, semplicemente si stampano contro al muro... o rimbalzano indietro 😉
ho fatto l'esperimento a casa mia: ho puntato la torcia contro alla parete e il fascio non ha cercato di evitare nulla ne tanto meno ha illuminato l'altra stanza... quella del vicino 😀
hai perfettamente ragione, io immaginavo un sistema tipo stendere un cavo in fibra ottica o usare un laser, ma mi sono accorto che già Marco aveva scritto che è tecnicamente impossibile traforare in verticale senza un errore del 5%, quindi immagino che valga per qualsiasi tipo di perforazione. Quindi bisogna necessariamente affidarsi a questo tipo di rilevazioni con GPS e orologi atomici. A meno di non elaborare un nuovo esperimento indipendente che abbia solo lo scopo di misurare la velocità dei neutrini.
In effetti l'esperimento ci dice solo che sembrano "arrivare" prima i neutrini dei fotoni, ma (se non sbaglio) mentre per la luce (come diceva qualcuno) abbiamo una buona approssimazione della sua velocità assoluta (si può dire assoluta oppure è una brutta parola?), non sappiamo la velocità del neutrino.
Si potrebbe sempre provare con il " metodo Gelmini " 🙂
fare un foro e non essere in grado di valutare l'errore di verticalità è ridicolo
per degli scienziati come voi
@Renato: non sono un ingegnere minerario e dunque non commento nel merito, riporto solo la cifra che è stata data durante la discussione dopo il seminario. Forse tu ne sai di più, e ci può far sapere come migliorare questa precisione senza che ci copriamo di ridicolo. Resto in attesa.
Qualche tempo fa, in Cile, degli uomini sono rimasti intrappolati in una miniera, e sono stati tirati fuori scavando con trivelle assai particolari (quelli sono minatori, sapranno cosa usare) e su di un terrenno assai ben noto (lo stesso non si può dire degli strati che sovrastano il Laboratorio del Gran Sasso, che è stato scavato a tunnel, e non mediante pozzi verticali).
Eppure, quei fori sono stati ripetuti più volte, perché non si riusciva comunque a raggiungere il rifugio dove i minatori si erano rintanati.
Noi fisici non facciamo i minatori: proponiamo ed eseguiamo esperimenti. Quando per qualcuno di questi esperimenti è necessario scavare un tunnel, chiediamo a chi scava i tunnel quali sono le migliori tecnologie in giro. Se il limite attuale delle tecnologie è del 5%, per realizzare un pozzo verticale, non possiamo certamente inventarci qualcosa a meno che non si tratti dell'esperimento in sé: sarebbe come dover inventare l'autobus per andare a lavorare.
@Claudio_E: il problema è che non puoi fare un esperimento simile sulla Terra, perché i fotoni interagiscono con la materia. Dovresti farlo nel vuoto, cosa non proprio banale da fare. Ma ovviamente, in un certo senso lo fai, quando misuri - con tecniche non dissimili - le distanze degli oggetti astronomici in base alle loro emissioni.
Complimenti Marco! Comunque, visto che metà del problema consiste nell'ottenere maggiore precisione nella misura della distanza OPERA-SPS, prendiamo in parola la Gelmini e scaviamo il tunnel 🙂
E se l'esperimento riferisse il vero? In molti sostengono che la teoria sulla relatività sarebbe da rivedere ...
Posso offrirvi una possibilità?
Se eliminiamo il determinismo che regola la teoria della relatività di Einstein, coscienti che "c" non sia più un valore assoluto, possiamo assimilarla alla meccanica dei quanti dove "c" è una funzione d'onda ed il risultato dell'equazione di Einstein cambia con essa rendendo compatibili le due teorie che fino ad oggi, pur entrambe confutate empiricamente, sembravano contrapposte.
@Angelo: buon tentativo, ma un po' semplificato. Sia la relatività che la MQ sono qualcosa di un po' più complesso di come le descrivi, e ammettere semplicemente che c non sia più un valore assoluto non sarebbe sufficiente a riconciliarle, oltre a portare una carriola di conseguenze potenzialmente devastanti.
Marco grazie mille per la risposta, evidentemente la mia poca conoscenza mi ha portato erroneamente ad una semplificazione estrema ma mi ha fatto piacere una risposta ad una questione che mi aveva incuriosito.
Gent./mo ho apprezzato moltissimo la Sua nota e le Sue analisi sulla qualità delle misure effettuate e dunque sulla loro accuratezza e precisione. Se tutto fosse corretto, e probabilmente potrebbe essere proprio così, l'evento rilevato in sé sarebbe importante perché oggetti particolari avrebbero viaggiato a velocità superiore a "c". Tuttavia, questo di per sé non credo invaliderebbe la teoria della relatività ristretta in quanto il limite di "c" continuerebbe ad esistere per oggetti diversi dai neutrini. Semmai, dovrebbe prodursi una nuova teoria che spieghi il fatto. Ritiene che questo fatto relativo ai neutrini possa essere il segno di una possibile teoria unificatrice della teoria quantistica e della relatività? Grazie ed un saluto cordialissimo. giovanni m. de pratti
@Giovanni: non sono in grado di rispondere. Sono un fisico sperimentale, non un teorico. Ma allo stato attuale, nemmeno i teorici sono in grado di rispondere: l'unificazione della MQ e della relatività rappresenta in se un problema piuttosto grosso, anche senza dover considerare possibili violazioni dell'invarianza di gauge che un eventuale neutrino superluminale potrebbe rappresentare. Da bravo sperimentale, prima di lanciarmi in speculazioni teoriche, voglio prima essere sicuro che il fenomeno esista davvero, e in seconda battuta, eventualmente, di misurarne i dettagli (la velocità dipende dall'energia? Dal sapore? etc...)
Ottimo articolo. Semplice ma preciso e dettagliato 🙂
Devo ammettere che sulle prime avevo messo da parte la mia enorme diffidenza verso i toni giornalistici, ed avevo creduto che "finalmente ci fosse la prova", che finalmente "ormai è ufficiale", ecc. ecc. Certo, il desiderio ci ha messo lo zampino.
Ora tocca vedere se si andrà a fondo. Chi metterà i fondi per "la continuazione dei nostri studi per investigare altri effetti sistematici ignoti che potrebbero spiegare l'anomalia osservata"?
Stiamo a vedere...
Vengo qui dal blog di Cattaneo su Le Scienze e ho fatto bene. Mi aggiungo alla lista di coloro che trovano ottimo questo post sull'argomento.
in risposta al commento di francesca del 24 settembre 2011 alle 19:02
Si, il terremoto dell'aprile 2009 è stato ben visto così come il moto delle placche, basta vedere la figura della bozza di articolo su arxiv. Non ci sono grossi problemi a misurare distanze anche elevate fra due o più antenne GPS. Il problema è stato misurare fra le antenne e il punto di emissione e quello di ricezione che si trovano entrambi sottoterra. Ma più che un problema di distanze (i distanziometri laser sono sufficientemente precisi) si tratta di un problema di angoli.
Ma non mi aspetto grossi errori su questo punto.
Ciao Marco, ciao tutti,
anch'io ho visto la conferenza (in streaming), e occupandomi nella vita di orologi atomici volevo dare il mio contributo ai temi da te sollevati.
La misura di distanza è credibile, i sistemi geodetici nel caso dell'esperimento in questione potrebbero tecnicamente fare anche meglio: secondo me sono stati conservativi.
Si sono tenuti larghi, e fanno bene.
Gli effetti mareali non credo abbiano impatto a questo livello, perchè danno contributi, a quanto ne so, a livello dei centimetri, dunque dentro statistica (e 1 ns = 30 cm).
Tutto questo affermo per esperienza diretta, avendo avuto a che fare con la misura geodetica dell'altezza (nel mio caso rispetto al geoide) per correggere gli effetti di relatività generale sui "miei" orologi atomici.
La misura di tempo è stata condotta con una tecnica standard, e quindi affidabile, pur nei suoi limiti.
Innanzitutto è vero che l'accuratezza del sistema gps va sui 100 ns, ma in realtà la loro è una tecnica di sincronizzazione, e dall'accuratezza vera e propria in quel punto dell'exp possono stare tranquilli; la sincronizzazione usando il gps viene dichiarata a 1 ns, plausibile.
Il punto "caldissimo" della loro misura di tempo riguarda i ritardi di tempo che si accumulano ad esempio sui cavi che collegano un pezzo dell'esperimento a un altro. Questi ritardi sono stati tarati con attenzione e almeno a Opera con due tecniche differenti.
Quindi, l'approccio è corretto, ma nulla mette al riparo di 1) ritardi mal misurati 2) ritardi non tenuti in conto.
Per quanto riguarda l'ordine di grandezza di questi ritardi, in valore assoluto, i più importanti sono due, da 300 ns e 500 ns: basta un errore vero e proprio del 10% per sballare la misura.
Tuttavia, che la misura sia delicata non lo nasconde nessuno.
Su tutta la parte particellare che tu ben descrivi, non metto neanche il becco.
Personalmente, ritengo che un esperimento indipendente sia necessario.
Ciao
Davide
una domanda un po' "naif": ma non sarebbe a questo punto necessario misurare la velocità della luce con la stessa accuratezza?
la velocità della luce è stata misurata tra il 1972 e il 1982 con un'incertezza di 1.5 m/s (circa!).
dal 1983 il valore misurato è stato "promosso" a costante esatta, senza incertezza.
voilà, fatto! ^_^
Grazie per la risposta.
Allora ne approfitto per un'altra domanda (forse meno naif), che qualcuno aveva già accennato sopra.
Ma se i neutrini vengono generati (o almeno così crediamo di sapere) dalle esplosioni delle supernovae, e queste sono molto lontane (e le vediamo grazie alle emissioni di radiazione elettromagnetica), non dovrebbero arrivare sulla terra parecchio prima?
Insomma forse sono prodotti dopo le esplosioni o qualcosa del genere ... ma magari aspettiamo le conferme di questi esperimenti per rimettere in discussione anche i fenomeni astrofisici ... 🙂
@Riccardo: questa è stata una delle prime obiezioni sollevate. Ma ovviamente le cose non sono così semplici: la velocità dei neutrini potrebbe dipendere dalla loro energia (poco energetici quelli dalle supernova, più energetici quelli da fascio), anche se OPERA non sembra vedere una dipendenza dall'energia del loro risultato, oppure dal loro sapore (i neutrino da supernova sono elettronici, quelli di OPERA muonici; anche se sulle distanze astronomiche i neutrini elettronici averebbero abbondantemente tempo di oscillare in neutrini muonici). E poi, come se non bastasse, le misure dei tempi di arrivo dei neutrini da supernova non sono del tutto incontrovertibili.
Domanda forse sciocca da non esperto:
come mai la velocità misurata, con tutti i dubbi evidenziati, é solo così poco sueriore a quella della luce?
Se la domanda fosse degna di una risposta, grazie:
Buona serata
Fausto
Bella domanda! con risposta da nobel.... e chi lo sa? SE i neutrini sono superluminali, ci vorrà una bella teoria che ci dica anche perchè viaggiano proprio a quella velocità lì...
@Fausto: la domanda è assolutamente degna, ma nessuno ha una risposta, meno che mai io. Se veramente i neutrini si rivelassero muoversi a velocità maggiori della luce, le conseguenza sarebbero tali che spiegare l'entità della loro velocità sarebbe solo uno dei problemi teorici da risolvere.
Ciao,
capito oggi sul tuo blog per la prima volta...molto chiaro, grazie!
Ho ascoltato il webcast (la prima parte) dal Cern venerdì ma... mi pare che tutta questa sia più un'operazione per mettere avanti una zampetta sul fumo nel caso che prima o poi qualcuno trovi davvero dell'arrosto... Forse sono un po cinica 🙂
Buon lavoro!
Lucia
Chapeau: l'ho capito perfino io che sono un giurista. Posso perciò fare le veci del nonno ... di Einstein 🙂
ciao,
capisco l'obiezione dui profili medi. Guardando le figure pero' sembra che la forma di questi profili, comparata agli errori statistici sui dati non dovrebbe avere un grande impatto sul parametro stimato. Ecco, diciamo che sarebbe bello vedere al posto di una linea rossa una bella banda per stimare quanto "variano" i profili usati.
Comunque nell'articolo la procedura di fit e' abbastanza chiara, soprattutto quando fanno la "blind analysis" e i montcarlo toys. Credo che dal punto di vista statistico sono abbastanza robusti e trasparenti. (Hanno scelto una semplice likelihood mentre si potrebbero usare cose molto piu' astruse)
delo
@Delo: ovviamente qui si va un po' nel tecnico. Come te, vorrei vedere la banda che misura l'imprecisione dei profili misurati al CERN, e soprattutto vorrei vedere uno studio della loro stabilità nel tempo. Ma anche, siccome non tutti i neutrini che partono arrivano, chi garantisce che il profilo medio al CERN vada bene per il sottocampione misurato ai LNGS? Esiste per esempio una dipendenza tra profilo e angolo di emissione? Quanto alla statistica, sapere se il fit sia binnato non non binnato mi sembra cruciale, vista la risoluzione temporale dell'asse orizzontale della misura. Magari hanno fatto tutto bene, però il fatto che la procedura di fit non contribuisca in nessun modo alla sistematica sul tempo misurato mi sembra sospetto.
Sul "siccome non tutti i neutrini che partono arrivano" io capisco che la distribuzione in tempo non puo' essere diversa perche' non c'e' motivo che si rivelino piu' o meno nutrini a seconda della loro posizione temporale all'estrazione; se fosse, credo sarebbe piu' proccupante. Questionerei appunto sulla bonta' dei profili di estrazione
Nessuno ha avanzato l'ipotesi di fare misure con un near detector. Cioe' perche' non provare a crearsi i profili con i muoni o addirittura con gli elettroni. (?!?!?)
delo
@Delo: si è accennato a un near detector, ma credi che prima di investire in questo senso sia più importante migliorare gli apparati di timing di MINOS e T2K. E rifare l'analisi dei profili, of course 🙂
@Delo: L'altro suggerimento che e' stato fatto alla fine del seminario e' di cambiare l'estrazione dei protoni al CERN per avere uno spill (una distribuzione temporale) molto piu' corto.
infatti quello che pensavo io, e' che fare i profili con i muoni (con cui c'e' un corrispondeza 1 a 1 con i nutrini che e' possibile rivelare) possa fugare ogni dubbio sull'effettiva capacita' del fit di stimare il delay. Capisco che produrre e installare delle "muon chambers" veloci, precise e grandi non sia una cosa da niente.
delo
Il problema non e` solo il fatto che non tutti dei moltissimi neutrini che partono dal Cern arrivano al Gran Sasso, ma anche che dei molti che arrivano solo pochissimi sono visti da OPERA (perche` la probabilita` di interazione e` molto bassa). Questo rende fra l'altro piu` difficile il passare da un impulso di produzione di 10.5 microsecondi a uno di 5ns, che permetterebbe di rimuovere alcune incertezze; semplicemente, ci vorrebbero secoli prima di accumulare un numero di eventi sufficiente
Salve a tutti, sono nuovo e sono arrivato in questo blog provenendo da quello di Cattaneo, concordo con la chiarezza dell'intervento di Marco e con le perplessità avanzate da lui e da molti sulle incertezze nelle misure, aggiungo uno spunto da "semi-fisico" (sono un professore di Liceo ma non ho MAI fatto ricerca): sapete se è stata valutata la curvatura dello spazio-tempo dovuta alla presenza della massa terrestre? Ho sempre spiegato che la gravità aumenta con l'avvicinarsi al centro della terra, deduco (sbagliando?) che aumenti anche la "piegatura" dello spazio-tempo e forse ciò accorcerebbe la distanza durante un evento che si svolge a velocità dell'ordine di c giustificando i famigerati 60 ns.
mi sembra che al seminario ne abbiano parlato dicendo che ne hanno tenuto conto
Delo
@Carlo: Delo ha ragione, la questione è saltata fuori e sembra che abbiamo considerato l'effetto. Nel preprint non ci sono troppi dettagli, però.
No, quella si misura facilmente, e non supera 7e-13 volte il tempo di percorrenza della luce, nel campo gravitazionale terrestre, ovvero meno di 2e-15s...
Ciao. Eccellente post.
Ti vorrei porre tre domande.
1) Dato che l'esperimento ICARUS (Imaging Cosmic and Rare Underground Signals) cattura tracce di neutrini provenienti dal CERN (nella Sala B dei laboratori del Gran Sasso), potrebbe aver senso utilizzarlo per effettuare altre stime di velocità?
2) Anche OPERA rileva i neutrini prodotti dal Sole e creati dalle esplosioni di Supernovae e nel collasso di stelle di neutroni?
3) Come si fa a distinguere i neutrini provenienti dal CERN da quelli di origine naturale? In base alla direzione oppure si riesce a distinguere la diversa energia connessa con i diversi tipi di neutrini?
Grazie!
PS ti ho linkato nel mio blog Linguaggio Macchina:
http://linguaggio-macchina.blogspot.com/2011/09/volete-sapere-come-fa-opera-misurare-la.html
@Andrea: al volo:
1) Non lo so. Non conosco il sistema di timing e trigger di ICARUS per poterti dire se avrebbe la risoluzione temporale necessaria.
2) OPERA è ottimizzato per cercare le conseguenze del passaggio di neutrini del tau, e vede molto bene neutrini muonici. I neutrini solari e astronomici sono (principalmente) neutrini elettronici.
3) In parte conta la direzione, ma soprattutto la "firma" legata al sapore dei neutrini è diversa. Semplificando molto, un neutrino di un certo tipo, interagendo con la materia del rivelatore, da origine al suo leptone corrispondente, dunque un elettrone, un muone o un tau a seconda del suo sapore originale. E queste tre particelle hanno modi molto diversi di interagire con il rivelatore.
Ciao Marco!
mi chiamo Augusto Mazzoni, faccio parte del gruppo della Sapienza che ha effettuato le misure geodetiche (i famosi 20 cm!) sotto la guida di Mattia Crespi. Complimenti per il blog. Mi piacerebbe poter intervenire...
Se credi la cosa possa interessare ti faccio una proposta: se tu riesci a stilare una lista delle maggiori perplessità che sono emerse sul tuo blog (o altrove) sulla misura della distanza CERN-LNGS io cerco di fare, per quanto mi è possibile, un po' di chiarezza.
In ogni caso, grazie per il tuo bel resoconto.
@Augusto:
sei proprio la persona adatta per rispondere al mio dubbio! Secondo te, le misurazioni geodetiche non andrebbero rifatte a seguito del terremoto dell'Aquila? In altre parole, dal punto di vista geologico, è possibile che quel tratto di roccia si sia deformato con il sisma, magari di diversi cm?
vorrei ringraziare Marco per la disponibilità e la competenza e tutti coloro che hanno partecipato fin qui, ne è scaturita una discussione bellissima interessantissima che sto seguendo con passione.
Non sono molto d'accordo con chi sostiene che se venisse verificato questo risultato non cambierebbe molto perchè la relatività continuerebbe a valere per tutto il resto. Ritengo invece che crollerebbe proprio la teoria perchè non varrebbe più l'assunto su cui si basa la relatività ristretta: ricordiamo che
E=ymc^2 energia di un corpo in movimento (dove y=1/sqrt(1-v^2/c^2) questa equazione ha un limite in c, infatti lim v->c ymc^2=infinito, quindi nulla può superare c perchè occorrerebbe una energia infinita, cosa senza senso. Quindi o sarebbe falsa la teoria o sbagliata la sua formalizzazione. In ogni caso sarebbe da riscrivere dal principio. Proprio per questo motivo penso che si sia commesso un errore di misurazione e ripongo più attenzione e speranze nel lavoro che stanno facendo all'LHC sulla ricerca di particelle di massa elevata.
Vorrei far osservare che la teoria della relatività non ha MAI vietato che qualcosa possa andare a velocità superiori a quelle della luce: il termine v-c al denominatore delle equazioni vieta che qualcosa vada alla stessa velocità della luce nel senso che priva l'equazione di significato fisico (massa infinita?, tempo infinito?). Un oggetto non potrebbe mai accelerare e superare c perché dovrebbe raggiungere c, ma niente vieta che qualcosa possa andare più veloce di c.
Orbene, visto che la relatività è comunque stata ideata inn un contesto sub-luminale, c'è da chiedersi se le stesse equazioni descrivano bene la realtà oltre c.
@Marino: mi sembra un'affermazione un po' azzardata. Se ammetti oggetti capaci di muoversi a velocità superluminali, si fatto ammetti movimenti space-like nel continuo quadridimensionale, movimenti che sarebbero al di fuori del cono di casualità. In sostanza, se lo fai restando nell'ambito della pura relatività, ti ritrovi con oggetti che - almeno per alcuni osservatori - risulterebbero muoverti indietro nel tempo, e, di fatto, ritrovarsi a incontrare se stessi nel passato. Un bel problema, non trovi? Certo, se sei un teorico ingegnoso puoi risolverlo, per esempio rinunciando all'invarianza di gauge della teoria, cosa che però introduce una serie di altri problemi. Come vedi, al di la del fatto che la relatività come la conosciamo possa descrivere una realtà che ammetta velocità superluminali, anche una teoria alternativa o un'estensione non sarebbe banale da concepire.
Sì, ma l'equazione con v>c avrebbe soluzione solo complessa, il che ci farebbe entrare nel campo della pura speculazione, i famosi tachioni...
Sarebbe sconvolgente scoprire fra qualche mese che i bosoni di higgs esistono e che altro non sono che tachioni divenuti bosoni a seguito di condensazione tachionica
Caro Marco, sono uno dei lettori silenziosi. Una piccola nota sul alcune tue considerazioni nei commenti, e quindi OT:
Dici: "se ammetti oggetti capaci di muoversi a velocità superluminali, di fatto ammetti movimenti space-like nel continuo quadridimensionale, movimenti che sarebbero al di fuori del cono di casualità. In sostanza, se lo fai restando nell'ambito della pura relatività, ti ritrovi con oggetti che - almeno per alcuni osservatori - risulterebbero muoverti indietro nel tempo, e, di fatto, ritrovarsi a incontrare se stessi nel passato. Un bel problema, non trovi?"
In relatività speciale sì, in teoria di campo no. Ci sono parecchi articoli di Feynman compreso il divulgativo QED che discutono come la creazione di una coppia possa essere interpretata come un elettrone che incontra se stesso nel passato (e cambia carica, vista l'invarianza CPT).
Insomma, l'obiezione che nessuno ha mai investigato le equazioni della relatività speciale sopra c é giustissima. In MQ, però, per il principio di Heisenberg, la velocita' di una possibile particella puo' (localmente, e per tempi molto brevi, in modo che in media non lo faccia mai) superare c: se lo fa stabilmente (e lo fa perche' la stiamo perturbando noi, pompandoci energia), incontra sé stessa, nello stesso punto, che viaggia all'indietro nel tempo, e con carica opposta: secondo Feynman, questo accade quando si crea una coppia elettrone positrone.
Tutto ciò per dire che l'interpretazione delle antiparticelle come particelle che viaggiano indietro nel tempo esiste dagli anni '50: puoi sì trattare un positrone come un elettrone negativo che viaggia indietro nel tempo, ma alla fine e' piu' pratico osservare che, nel sistema di un elettrone, il nostro e' identico a un elettrone positivo che viaggia a velocita' inferiori a c.
Su OPERA anch'io propendo per un riesame dei risultati, e sono molto interessato all'evolversi della vicenda. Per quanto, se fosse confermato...
Ah, dimenticavo: complimenti per il blog, interessantissimo per un ex-fisico come me, per l'analisi tutta sperimentale dei possibili errori di misura e per il concorso.
@Matteo: hai ragione, e una panoramica delle possibilità se ti metti a considerare qualche tipo di QTF (per esempio, potresti anche introdurre una violazione - più o meno grande, più o meno universale - dell'invarianza di gauge) vorrebbe essere lo scopo dell'articolo "È possibile che una particella viaggi a una velocità maggiore della luce nell'ambito della teoria ella relatività? Il buon vecchio Einstein non ne esce a pezzi? Se fosse, significa che esiste qualcosa che potrebbe viaggiare nel tempo?" che proponevo nel post di stamattina. Tra l'altro, gli arXiv in questi giorni rigurgitano di proposte, sto cercando di leggerle un po' tutte, ma è una bella impresa 🙂
@Augusto:
intendo dire solo per il tratto "sotterraneo" tra la superficie e il laboratorio, cioè quello misurato con strumenti "tradizionali".
Lo "scalino" dovuto al terremoto è mostrato in una figura del preprint e anche nelle slide del seminario. E' stata, purtroppo, una bella botta. Circa 10 cm in direzione NE. Le misure geodetiche sono state condotte dopo l'evento sismico, quindi il calcolo della distanza è stato fatto rispetto alla situazione "attuale". In ogni caso per quanto riguarda i dati di OPERA raccolti ante sisma, considerando che lo spostamento è stato in quadratura rispetto alla direzione CERN-LNGS (SE), l'effetto sulla distanza è stato minimo, inferiore a 0.1 nanosecondi.
@Augusto: ciao, e benvenuto! Sentiti libero di intervenire come vuoi, ogni contributo è ben accetto. Per quello che mi riguarda, non penso che la misura della distanza CERN-LNGS sia uno dei punti critici dell'analisi, ci sono altre cose su cui amerei avere lumi, spero di averlo espresso decentemente nell'articolo. Da quello che capisco, è sull'effetto delle maree sulla singola misura geodesica, e sulla possibilità di validarla con una misura alternativa, che si sono condensate le domande sul questo punto in particolare.
Le maree terrestri e l'ocean loading son fenomeni noti e ben modellizzati nel trattamento dati GPS. Quando si stima la posizione di un punto (potri quasi dire indipendentemente dal momento) lo si fa al netto di questi fenomeni periodici (come ordine di grandezza una oscillazione di ampiezza di circa 40 cm in quota e pochi centimetri nelle componenti planimetriche). In ogni caso, anche trascurando questi effetti, tenuto conto del fatto che bisogna valutarne la "differenza" fra i due siti, ci si può rendere velocemente conto di come abbiano trascurabile impatto sul calcolo della distanza.
ciao marco se l'errore può essere di 50 metri i costruttori lo sanno
chi ha fatto il foro conosce le deviazioni magari le hanno accettate per necessità
chi aveva bisogno di conoscere la verticalità avrà parlato con gli ingenieri
50 metri sono tanti e chi ha forato lo dovrebbe sapere ,non sono qui per criticare ci mancherebbe altro
La verticalità del foro non puoi stabilirla a priori, ma solo misurarla a posteriori. Si discuteva dell'idea di fare un pozzo verticale sul laboratorio per migliorare la conoscenza della posizione, ma non si può realizzare un pozzo siffatto, non si può chiedere a qualcuno: lo voglio cosi e così...
si può fare il foro tranquillamente con grande precisione
ogni tot metri si inserisce uno strumento il TOTCO che da la misura della deviazione e la posizione esatta rispetto la verticale
In genere in fisica il termine "esatto" è da prendere con le pinze.
Sia quando si parla di risultati analitici, e tanto più quando sono dati sperimentali (in quel caso non so nemmeno se esistono le quantità esatte -ma sicuramente non si possono misurare ~una successione [Cauchy] di misure di numeri razionali non è detto che converga nei numeri razionali...)
cit. "Il fascio di neutrini generato al CERN"
Io francamente non ho ancora capito come facciano a generarli questi neutrini e ad spararli verso un obbiettivo. Tnx.
Tanto clamore per nulla...
Non credo che questa sia la prima (ne sarà l'ultima) volta che un esperimento presenti
dei risultati, ne, forse, sarà la prima (ne, forse, sarà l'ultima) che questi risultati
troveranno conferme o saranno confutati.
Se non sbaglio, poco tempo fa anche (D0 o CDF non ricordo) riportarono dei loro risultati
poi confutati da esperimenti simili...
Non trovo fondamento in tutto questo gran parlare... nel caso, si farà quando si
troveranno conferme (come credo si debba fare per ogni tipo di risultato, rivoluzionario o meno che sia).
Personalmente, ritengo che se ne faccia un gran parlare perchè alla stampa si è aperto un mondo di fantasiose teorie alla Star Trek da dare in pasto ai poveri lettori e per quanto io ami quel telefilm visceralmente non posso far altro che aspettare (come peraltro giustamente detto da Marco) che qualche altro esperimento simile si proponga di fare questo calcolo e pubblichi i suoi risultati.
A quel punto, o ritorneremo coi piedi per terra (mettendo da parte il sogno di vedere un giorno le particelle temporali rilasciate dalla navetta Borg in "Primo contatto") oppure daremo nobel a go-go.
Per ora, mi limito a ridere sul "Tunnel Gelmini" 😀
Ciao Marco,
grazie per l'articolo.
Vorrei porti una domanda (forse 2): la teoria della relatività introduce il parametro costante "c" attribuendo ad esso il ruolo di velocità limite. Quando, a livello concettuale, questa costante "c" viene identificata come velocità della luce? E quando, a livello sperimentale, questo è stato confermato?
Grazie!
Ciao Lucia, scusa se mi permetto di rispondere io nel frattempo sperando di non dire inesattezze. Esperimento fondamentale per la nascita della "nuova meccanica" è l'esperimento di Michelson del 1887.
Tra le conseguenze dell'esperimento vi è il fatto che la velocità della luce è la medesima in tutte le direzioni e non dipende dal moto della sorgente e dell'osservatore.
Da qui partono i vari studi di Lorentz, Max Abraham, Einstein, Poincaré. La famosa formula E=mc^2 di Einstein risale al 1905, noto come Annus Mirabilis.
A questo punto preferisco riportare direttamente le parole di Poincaré:
"Innanzitutto, che cosa caratterizzava la vecchia meccanica? (si riferisce a quella newtoniana) Questo semplicissimo fatto: considero un corpo in quiete, gli comunico un impluso, vale a dire faccio agire su di esso una forza data per un tempo dato; il corpo si mette in movimento, acquista una certa velocità; una volta che il corpo è animato da questa velocità, se facciamo agire di nuovo la stessa forza per lo stesso tempo, la velocità verrà raddoppiata; e se continuiamo ancora, dopo che avremo impresso il medesimo impulso per la terza volta la velocità risulterà triplicata. Ripetendo questa operazione un numero sufficiente di volte, il corpo finirà con l'acquistare una velocità elevatissima, che potrà oltrepassare qualunque limite, una velocità infinita. Nella nuova meccanica si suppone, al contrario, che sia impossibile comunicare a un corpo inizialmente in quiete una velocità superiore a quella della luce. Come vanno le cose? Considero lo stesso corpo in quiete, gli comunico un primo impulso - lo stesso che in precedenza - esso acquisterà la stessa velocità; ripetiamo una seconda volta questo impulso, la velocità aumenterà ancora, ma non raddoppierà; un terzo impulso avrà un effetto analogo, la velocità aumenta ma in misura sempre minore, il corpo oppone una resistenza che diviene sempre maggiore. Questa resistenza è l'inerzia, è ciò che comunemente si chiama massa: dunque, è proprio come se in questa nuova meccanica la massa non fosse costante, ma aumentasse con la velocità. [...] Si è così constatato che la massa dipende dalla velocità e si è enunciata questa legge: l'inerzia di un corpo aumenta all'aumentare della sua velocità, la quale rimane sempre inferiore a quella della luce, pari a (circa) 300000 chilometri al secondo."
Poincaré, conferenza del 1910, tratto da Geometria e caso, scritti di matematica e fisica. Henri Poincaré. Universale Bollati Boringhieri, cap. 12, La nuova meccanica
Ottimo J.W.! Ho visto anche il tuo blog e mi sembra interessante, appena ho un po' di tempo vado a leggermelo. Borborigmi, oltre a tutto il resto, è anche una inesauribile fonte di suggerimenti interessanti.
Però spiegami una cosa: perché ce l'hai con il povero Eddy Morley? Lui, Michelson ed io siamo amici da 50 anni...
Ciao GIGI!
Grazie dei complimenti innanzitutto
Lungi da me avercela con Morley! Hai fatto bene a sottolineare che l'esperimento è più noto col nome di Esperimento di Michelson-Morley.
Ho parlato soltanto di Michelson per un motivo piuttosto semplice: la fonte a cui mi rifacevo (Poincaré), parla soltanto di esperimento di Michelson; suppongo sia dovuto al fatto che Michelson era più "famoso" nell'ambiente e che soprattutto l'idea dell'esperimento era sua. Michelson ha fatto anche altri importanti esperimenti, precedenti e successivi (senza Morley).
[aggiungo: la wikipedia mi dice che nel 1907 fu il primo americano a vincere il Nobel per la Fisica]
Sapevo che l'esperimento era più diffuso con il nome di Michelson-Morley, ma in questo luogo ho preferito mantenermi coerente con il testo a cui mi rifacevo.
D'altronde questo tipo di equivoci sorge ogni volta che si parla di (per citarne alcuni): Banach-Caccioppoli, Einstein-Minkowski, Abel-Ruffini, Volterra-Lotka... insomma ogni volta che c'è una doppia o addirittura tripla attribuzione. Capita infatti sovente di trovare testi, anche importanti (universitari, ad esempio), fare riferimento a teoremi o esperienze nominando uno solo dei due autori - in base al contesto o alla simpatia.
Spero che Morley mi perdoni!
Grazie J.W. (mi sono permessa di usare solo le iniziali del tuo nome :-)). Con i tuoi input e le mie ulteriori ricerche riuscirò ad acquietare i miei dubbi.
ho parlato con un ingeniere geologo
ha perforato pozzi da una vita mi ha detto che per capire l'angolo di deviazione
della verticale usano uno strumento che si chiama totco se c'è una deviazione questa viene misurata con precisione durante lo scavo in qualunque direzione essa sia
non sono riuscito a capire cosa è il totco non aveva tempo però se vi interessa
domani glielo chiedo, esclude movimenti dovuti al terremoto perchè sarebbero visibili un metro o due.
riporto dal sito ufficiale
" M/D Totco, società del gruppo National Oilwell Varco, è il maggior fornitore di sistemi di controllo, di strumentazione e acquisizione dati nel campo mondiale dell’industria petrolifera di perforazione. Considerando la fusione di Martin-Decker con Technical Oil Tool Corporation (TOTCO), M/D Totco celebra 90 anni di esperienza e innovazione.
Strumenti a suo tempo rivoluzionari quali l’indicatore di peso Martin Decker e l’indicatore di deviazione del pozzo Totco (CVD) furono solo l’inizio.
Benché i tradizionali indicatori di peso e di deviazione rimangono prodotti prominenti, M/D Totco è proiettata verso le tecnologie del futuro.
Essa infatti è costantemente impegnata a migliorare ed espandere la tecnologia elettronica di acquisizione dati, di sistemi di controllo e a mantenere la posizione leader nella fornitura di sistemi integrati che permettono la possibilità di controllo e monitoraggio dei dati in tempo reale. "
siccome a Liceo sul libro di Fisica (Amaldi) ho studiato il famoso Metro Campione Standard, mi chiedo se la precisa misurazione della velocità della luce abbia usato la definizione del metro "classica" o la definizione del metro "ultima", che tuttavia si basa sul valore della costante c.
Ovviamente mi viene da pensare che una precisione di 1,5 m/s escluda il Metro Campione del Louvre.
E' un po' fuori dall'argomento, ma è una curiosità fino ad un certo punto...
Con un Savannah 80 hp (forse) e un po di fantasia (tanta)... si va anche piu veloceeee....
Ciao Presidente . un umile ex suddito
Prima di tutto ti ringrazio tantissimo per l'articolo, finalmente sono riuscito a capirci qualcosa anche se, non essendo un fisico molte delle cose scritte nell'articolo non le comprendo. Mi colpisce il fatto che la distanza dell'ultimo tratto tra il rilevatore di neutrini e il rilevatore gps sia stata fatta con metodi topografici tradizionali.
L'avranno considerato che c'è un angolo di deviazione tra la normale dell'ellissoide e quella del geoide?? il valore di quest'angolo (peraltro difficile da misurare con precisione in quanto non si conosce con esattezza che forma abbia il geoide terrestre) non è affatto trascurabile soprattutto nelle vicinanze di montagne grandi come il Gran Sasso!
La misura del tempo e la sincronizzazione degli orologi è una tipica attività di laboratorio che può essere esercitata in condizioni molto controllate. La misura dello spazio in questo caso no perché si è costretti ad operare “sul campo”. Non ho problemi a credere che gli specialisti di geodesia che hanno fatto i rilievi abbiano svolto il loro lavoro con accuratezza, professionalità e serietà. Sono propenso a credere comunque che ci sia un errore nella misura della distanza dovuto a un difetto intrinseco del metodo di misura che è stato concepito per misure nello spazio vuoto e sulla superficie del pianeta (cartografia) e non per misure attraverso i solidi della crosta terrestre.
Anche verificare la misura della distanza mi sembra problematico, esiste un altro metodo con il quale confrontare quelle misure?
La velocità viene sempre misurata come rapporto di due grandezze (v = S/t ), perché non partire dal fatto che la misura di t sia affidabile, considerare v=c e ragionare sulla entità di S che risulta da S=v . t dove v=c? Forse si è semplicemente trovato un metodo per misurare in modo preciso la distanza....!
In effetti da non fisico e da non esperto mi sembra anche a me che tra le due ipotesi:
a) il neutrino viaggia più veloce della luce di 10^-5 c (1 parte su 100.000)
b) la distanza tra i due laboratori non sia di 730534.61 ± 0.20 m ma in realtà di
730534.61 ± 0.20 m + 18m
la prima abbia più fascino ma la seconda assai più probabile....
Tuttavia... questo è anche quello che hanno pensato in questi anni tutti gli scienziati coinvolti in OPERA e che hanno cercato in tutti i modi di confutare...
Oltretutto quei 18 m di discrepanza non dovrebbero essere per forza a livello di misura geodetica tramite GPS, ma potrebbero bensì essere "insiti" nel complesso sistema di generatore-ricettore di particelle, o no?
Ciao Marco, complimenti per l'analisi, una delle migliori in rete.
Ho preso ampio spunto dal tuo post nel mio blog, ovviamente citandoti adeguatamente 🙂
Domanda: secondo te può essere che il fotone abbia una massa e quindi sua la velocità limite sia C, ma la velocità limite "assoluta" sia più alta (superiore a quella dei neutrini)?
@Samuele: mi sembra un'ipotesi peregrina. Se così fosse, ci sarebbero conseguenze importanti, per esempio una massa a riposo del fotone rovinerebbe non poco l'elettrodinamica, che perderebbe certe sue proprietà di simmetria, per non parlare della rinormalizzabilità nella sua versione quantistica.
Grazie mille davvero!!
Un Post molto utile anche per quelli che come me nutrono una passione per determinate discipline, ma non fanno parte dei cosiddetti "addetti ai lavori". 🙂
Nuovamente grazie per la tua capacità di diffondere concetti scientifici e riuscire a farli comprendere a chiunque.
Una vera dote!
Max
E se invece il neutrino (con massa non nulla) viaggiasse effettivamente a v=c ?
Sarebbe una ipotesi plausibile? E con quali conseguenze per la fisica?
marco ci potresti spiegare con la tua solita efficacia e semplicità perchè i fotoni che non hanno massa e viaggiano alla velocità della luce non riescono ad attraversare la materia, mentre i neutrini si ?
ed inoltre come si genera l'effetto ?erenkov.
@dario: la domanda giusta non è quale particella attraversa la materia e quale non la attraversa, la domanda da porsi è: quanto interagisce tale particella con un certo tipo di materia? Le risposte (tirate via) sono: i neutrini interagiscono molto raramente con tutta la materia, perciò la attraversano senza difficoltà; al contrario i fotoni interagiscono molto facilmente, quindi sembrano impossibilitati ad attraversarla anche perché l'interazione molto spesso significa assorbimento, quindi la materia assorbe la luce e si riscalda, ma con certe combinazioni materiale/energia del singolo fotone - come ad esempio fotoni di luce visibile attraverso il vetro - questi possono attraversarla senza grossi problemi.
L'effetto Cherenkov assomiglia un po' al bang sonico degli aerei che superano la velocità del suono. Qui al posto dell'aereo abbiamo particelle (elettroni o muoni) che superano una velocità limite (non dico quale per non fare confusione) e producono un cono di luce facilmente rilevabile.
ti ringrazio molto per la cortese e precisa risposta.
.
Caro Marco,
ti sarei molto grato se tu analizzassi e commentassi il post n. 259 di questo blog: http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2011/09/22/faster-than-light-travel-discovered-slow-down-folks/ a cura di Dr Peter Gangli dove si fa una analisi dettagliata di come sono state eseguite le misure di distanza e dell'errore che secondo l'autore è stato commesso
Grazie
Gian Cosimo
Io dico che 60 ns, con tutte le imprecisioni, gli errori sistematici (eventualmente cumulati tra loro) fanno di tutto una questione statistica.
Più probabile che una cosa del genere con tutte le conseguenze(ragazzi, seriamente, pesanti) che porterebbe sia vera, oppure che è un piccolo errore di lettura/calcolo/statistica ?
Se fossero viaggiati a 1,3 C allora non ci sarebbero dubbi, ma 60ns su millisecondi........gli sperimentali qui sentono tutti puzza di errore secondo me.
la differenza tra il tempo atteso e il tempo misurato, espresso in "unita' di incertezza", e' 6. Questa differenza e' 6 volte piu' grande della precisione della misura.
Quindi o l'incertezza e' sottostimata di un fattore 2 (almeno...) oppure c'e' poco da fare.
Ovviamente nonostante la misura sia accurata, un bias di 60ns, puo' essere introdotto indipendentemente dall'accuratezza. ( per esempio 18 metri di cavo dimenticato 😀 )
delo
Umanisticamente, questa vicenda - e questo stesso blog - dimostrano che Umberto Eco ha torto a trattare la rete come un luogo rumoroso e caotico, perché privo di "filtri". Chi si informa con la rete e non soltanto con i giornali, riesce, anche da profano e perfino su questa materia esoterica, a procurarsi una conoscenza molto più accurata.
La politica dell'accesso aperto adottata da quelli che in passato si chiamavano filosofi naturali produce un'informazione migliore e aiuta la società a fare filosofia - ad amare il sapere. Mi piacerebbe tanto riuscire a farlo capire anche ai miei colleghi filosofi innaturali 🙂
> Nell'articolo sul neutrino tu parli dei possibili errori nella misurazione che possono essere di tipo tecnico, ma a me viene in mente un altro tipo di errore che è più sottile perchè è di premessa. Quando citi la sincronizzazione, tu ne parli in modo tecnico, ma la costanza della velocità della luce non è un dato empirico, lo dice lo stesso Einstein. Se gli orologi sono stati sincronizzati alla"Einstein"cioè postulando che la velocità della luce sia la stessa in andata e ritorno, forse per quanto precise possano essere le misurazioni, è il ragionamento che si fa debole. La velocita one-way della luce non l'ha mai misurata nessuno, i neutrini invece fanno un percorso di sola andata. Non so per quale motivo mi salta in testa l'effetto Sagnac.....................e lì sì che la velocità della luce non è costante!
@Nicoletta: hai ragione dal punto di vista sperimentale, ma spero che tu apprezzi le conseguenze teoriche di un'affermazione del genere. Se ipotizzi che la luce abbia una velocità diversa a seconda della direzione in cui percorre una certa distanza, devi poi trovarmi un meccanismo che permetta alla luce di scegliere quale delle due direzioni andare più velocemente. In sostanza, devi reintrodurre l'etere, o un sistema di riferimento preferenziale, o qualcosa di simile che ne faccia le veci. Per carità, perché no, ma come mi spieghi l'elettrodinamica e le sue proprietà di simmetria?
Caro Marco,
sono perfettamente cosciente che l'incostanza di c conduca direttamente a porsi il problema di di un sistema di riferimento privilegiato, ma esistono degli esempi in natura in cui c non è costante.
Pensa al sistema GPS in cui si devono introdurre le cosiddette "correzioni reativistiche" che di relativistico hanno ben poco. Pensa all'effetto Sagnac, i giroscopi che sfruttano questo effetto sono largamente usati per garantire l'assetto di volo. Se c fosse davvero costante non occorrerebbero le "correzioni relativistiche" ed i giroscopi non funzionerebbero. Gia lo stesso Lorentz, quello delle famose trasformazioni, che considerava l'etere necessario, aveva trovato una soluzione che rendeva compatibile l'etere e l'elettromagnetismo. Tu come ti spieghi l'effetto Sagnac?
A presto.
Nicoletta.
Ciao Nicoletta,
se non ricordo male (ma sono lontani ricordi davvero!) l'effetto Sagnac e' un fenomeno di interferenza ottica, e credo che si basi sul far percorrere traiettorie leggermente diverse alla luce nelle due direzioni opposte. Uhm, vado a ristudiare...
E' anche un interferometro, Sagnac nel 1913,
quando scoprì l'effetto era convinto di aver svelato l'inaferrabile etere.Le spiegazini ortodosse mi lasciano sempre una certa insoddisfazione intellettuale. Ci sono due esperimenti che mi fanno questo effetto, uno è quello di Sagnac, l'altro è quello delle due fenditure.
Ciao Manu
A presto.
Nicoletta
@Nicoletta: Nella relatività ristretta la velocità della luce nel vuoto è una costante soltanto nei sistemi di riferimento inerziali (ovvero senza accelerazione), e una piattaforma rotante come quella usata nell'esperimento di Sagnac non è un riferimento inerziale. Il fatto che tu debba applicare una correzione ai GPS è proprio legata a questo: la superficie della Terra in rotazione non è un riferimento inerziale, ma siccome il GPS ti serve per riferirti alla superficie terrestre (e non, per dire, all'asse di rotazione della terra, rispetto al quale nessuna correzione sarebbe necessaria) ti tocca aggiungere le correzioni. L'esperimento di Segnac ha una descrizione assolutamente adeguata nell'ambito della relatività ristretta, e anzi, ne è una prova sperimentale se lo fai sostituendo i fasci di luce con fasci di particelle: se infatti l'approccio classico può descrivere l'effetto osservato con la luce dando lo stesso risultato relativistico, solo in ambito relativistico riesce a descrivere l'effetto Segnac con fasci di particelle.
La discussione si fa davvero interessante.
Caro Marco, in realtà, ma tu lo sai meglio di me, gli interferometri hanno una forma triangolare o quadrata. L' accelerazione che crea l'asimmetria tra il mondo inerziale e non, risiede solo negli angoli in cui la luce viene riflessa. Il ritardo o l'anticipo dei raggi luminosi si gioca tutto lì. Noi possiamo immaginare un interferometro di raggio grandissimo, con lunghissimi tratti in cui il sitema può essere considerato inerziale. Ma anche qui la relatività non è valida.
In linea di principio possiamo pensare di utilizzare "infiniti specchi" ed ottenere una forma pefettamente circolare. Mi domando io: per anelli grandi miliardi di anni luce, in cui il percorso dei fotoni è sostanzialmente rettilineo, la relatività non si può applicare. Se poi il raggio dell'interferometro diventa infinito(chiaramente in linea di principio), di colpo, come in un salto quantico tutto si regolarizza e la relatività ritorna a funzionare. Non è un po' strano? Non ti sembra che manchi qualcosa? Non senti un senso di sgomento? Dal punto di vista degli abitanti del laboratorio ( a riposo) è legittimo pensare che la luce, nella direzione opposta al moto della piattaforma rotante, percorra un tratto più breve( e viceversa). Per essi la figura d'interferenza è più che legittima, la costanza di c è salva. Dal punto di vista degli abitanti della piattaforma la luce percorre esattamente la stessa distanza in entrambe le direzioni, ma per loro quella figura d'interferenza significa che c non è costante. Adesso ti faccio una domanda: quando guardiamo la luce delle stelle a chi somigliamo di più, agli abitanti del laboratorio o a quelli della piattaforma? Il nostro mondo è davvero un sistema inerziale come quello della relatività ristretta?
A presto.
Nicoletta.
Sono perfettamente d'accordo con Nicoletta, d'altronde la misura dei 6 Km/s sono perfettamente in linea con le misure rilevate nei famosi esperimenti di MM o Miller e di altri che spiegano le misure con la presenza dell'etere e con la teoria di Lorentz. La differenza tra la misura attuale e quelle datate starebbe non piu' nell'uso di un onda em ma bensi di una particella che sarebbe influenzata alla stesse regole della contrazione di Fitzgerald-Lorentz. Quindi il neutrino avrebbe viaggiato a velocità prossime a C e la velocita' misurata sarebbe la somma tra quella del neutrino e quella della terra rispetto l'etere (o meglio CMB).
Mah dunque secondo tali dati quei neutrini e' come formassero una biglia di circa 30cm 'sentita' dal detector come tale. Esaminando un attimino quei dati in vari modi sembra prevalere un subdolo errore sistematico che puo' essere legato alla 'contemporaneita' degli orologi' (la quantistica che dice a riguardo?) Per esempio come a difetti di misura della distanza. Personalmente penso vi sia un qualche difetto.
Mah dunque secondo tali dati quei neutrini e' come formassero una biglia di circa 30cm 'sentita' dal detector prima del loro arrivo. Esaminando un attimino quei dati in vari modi sembra prevalere un subdolo errore sistematico che puo' essere legato alla 'contemporaneita' degli orologi' (la quantistica che dice a riguardo?) Per esempio come a difetti di misura della distanza. Personalmente penso vi sia un qualche difetto.
nessuno ha però preso in considerazione che Einstein avesse ragione nella relatività ristretta e che ci sia stata una curvatura spazio temporale data l'elevatissima velocità dei neutrini, il che porta a una discrepanza... se i neutrini non avessero mai avuto una velocitè superiore a c? le estremità di uno spago curvato sono piu vicine che non quelle dello stesso spago disteso. quindi si impiega meno tempo a percorrere quella distanza viaggiando alla stessa velocità. i neutrini potrebbero aver compiuto quindi un salto in avanti nel tempo di un 60 nanosecondi. sarebbe l'inizio del teletrasporto e dei viaggi nel tempo, almeno nel futuro... sembra cosi assurdo il tutto? fino a 10 giorni fa si proclamava la teoria della relatività speciale con la convinzione che era la base per i viaggi nel tempo e ora che c'è la prova quasi tangibile della sua validità anche nel campo della contrazione delle lunghezze siamo pronti a demolirla?
@Pietro: gli effetti dovuti alla relatività speciale (e le dovute correzioni) sono tenuti in conto nella misura. Da qui a dedurre il teletrasporto ce ne passa parecchio, però 🙂
Mah dunque secondo tali dati quei neutrini e' come formassero una biglia di circa 30cm 'sentita' dal detector prima del loro arrivo. Esaminando un attimino quei dati in vari modi sembra prevalere un subdolo errore sistematico che puo' essere legato alla 'contemporaneita' degli orologi' (la quantistica che dice a riguardo?) Per esempio come a difetti di misura della distanza. Personalmente penso vi sia un qualche difetto anche perche' quale sarebbe la ragione teorica che promuove I neutrini nella forma di tachioni e per una manciata di nanosecondi?
Volevo complimentarmi con te per la chiarezza con cui esponi concetti altrimenti incomprensibili per la maggior parte delle persone. Mi par di aver capito che comunque la misura e' di tipo statistico e si siano confrontate popolazioni di particelle con profili di emissione desunti da esperimenti di controllo (estrazione) di un anno addietro, giusto?
Mi piacerebbe farti alcune domande ma premetto di non essere un fisico e quindi le mie potrebbero essere banali: la correzione delle misure (marea, rorazione, wiring etc) avvengono post-hoc, quindi' l'esperimento non e' un confronto diretto fra la velocita' delle particelle come potrebbe essere la loro raccolta a seguito di un evento sincrono di emissione ma un calcolo (qualcosa di molto diverso da un"interferometro"): giusto?
I neutrini emessi e quelli raccolti hanno lo stesso "sapore" (o sono comunque popolazioni omogeneamente confrontabili)? Te lo chiedo perche' un modo per spiegare la differenza di della popolazione rivelata con c potrebbe essere un difetto di campionamento del detector.
Ma forse e' meglio se torno alla biologia...
Saluti.
Volevo chiedere, a chi se ne intende, se nella misura viene tenuto conto, qualora debba esser fatto, del moto della terra intorno a sé e al sole, e forze varie relative.
Un'altra cosa che mi viene difficile digerire, è: ma se i neutrini interagiscono poco o niente con la materia, si fanno baffo anche della forza di gravità?
E se hanno massa, per quanto piccola, andando a velocità pari (o addirittura superiore) a quella della luce..non dovrebbero avere massa/energia infinita?
Un neutrino con massa/energia infinita continuerebbe ad avere minima interazione con la materia?
Grazie per le risposte!
Sono un curioso senza una particolare prarticolare preparazione specifica,ma
vorrei esprimere comunque una mia (appassionata e semplice) ipotesi delle motivazioni della velocità dei neutrini che parrebbero viaggerebbero piu' veloci della luce.
Premesso che la velocità della luce varia al variare del mezzo in cui si propaga, e più lo stesso è denso più essa è "rallentata", è possibile ipotizzare che in tutti gli esperimenti fatti sino ad oggi per quantificare la velocità della luce ,comunque la stessa sia stata rilevata sempre in spazi non "perfettamente " vuoti (anche gli spazi siderali hanno infatti una concentrazione di materia non nulla) e pertanto la luce oggetto di analisi comunque interferiva con la poca materia esistente nel mezzo , rallentando la propria velocità.
Premessa l'ipotesi di cui sopra ,e prendendo atto sia che la velocità dei neutrini rilevata è maggiore di quella della luce di soli 6Km/300000 al secondo , sia che è notorio che i neutrini non hanno praticamente alcuna iterazione con la materia (potendo ad es passare da parte a parte la Terra quasi come se la stessa non ci fosse) , non mi sembra difficile credere che per i neutrini la presenza di materia rappresenti di fatto un vuoto molto più spinto degli spazi siderali per la luce.
Quanto sopra evidenziato potrebbe essere la spiegazione della
maggiore velocità dei neutrini,nel senso che se la luce attraversasse uno spazio privo di materia o comunque di altre particelle con le quali iteragire, viaggerebbe alla stessa velocità dei neutrini.
In pratica si tratterebbe solo di dover alzare l'asticella del limite della velocità della luce senza introdurre grandi stravolgimenti alla relatività speciale.
Nel mio sito, sulla rete da oltre 2 anni, affermo che la velocità della luce non é una costante ma il risultato dell'azione del campo gravitazionale che limita la sua velocità quale che sia nello spazio vuoto. Naturalmente nello spazio ha un valore appena più alto. Rimane immutata anche se la sorgente si muove rispetto all'osservatore. Nella pagina "LA GRAVITA' PRIMARIA questi fenomeni sono meglio descritti. Ancora più dettagliatamente ne parlo negli "Aggiornamenti 15 e 16.
Potrebbero spiegare anche il fenomeno dell'anomalia delle sonde Pioneer che sembrano rallentare. Del resto nei buchi neri la luce smette di esistere perchè si ferma. Nelle lenti gravitazionali subisce rallentamenti differenziati come nelle lenti vetro. Il mio primo articolo su questo argomento sulla rivista "OLTRE IL CIELO" risale al 1959. Invito i fisici che seguono questo dotto e simpatico sito a leggere i miei scritti pieni di idee eretiche e originali che fanno intravvedere la fisica del ventunesimo secolo o della "CIVILTA' GRAVITAZIONALE". Buona lettura.
Vittorio D'ascanio.
Avevo suggerito a Marco di analizzare e commentare il post di un altro blog dove si affermava che la misura della distanza era sbagliata, ma non ho visto nessuna risposta. Ora segnalo un'intervista apparsa ieri su "La Repubblica" dove il premio Nobel per la fisica Sheldon Glashow, pur non escludendo che i risultati dell'esperimento "OPERA" possano essere veri, ed analizzando le implicazioni che questi avrebbero sulle teorie fisiche attuali, avanza dei dubbi: "Io credo che ci debbano essere stati degli errori sperimentali. Forse nella sincronizzazione degli orologi. Forse nella misura della distanza [...]
Saluti
Gian Cosimo
Ciao,
ho letto questa possibile spiegazione dell'errore di un eventuale errore di calcolo dovuto al moto dei satelliti rispetto alla terra (per quanto ho capito) http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/27260/ che ne pensi?
gentile sig. Dalmastro pur avendo letto con attenzione la pubblicazione relativa all'esperimento "Opera" non sono riuscito , probabilmente per incompetenza dato che è solo amatorialmente che seguo la cosa, a stabilire quale delle seguenti tre affermazioni a verità esclusiva è vera.
a. Tutti gli eventi considerati nella statistica sono quelli scelti fra le rilevazioni che hanno a coppie le coordinate temporali che differiscono per il tempo di volo.Praticamente intendo dire che solo se due neutrini sono rilevati a Ginevra e al GS nella medesima estrazione (correlabili direttamente in tempo) vengono tenuti in considerazione.
b. Solo alcuni degli eventi considerato sono del tipo (a) mentre altri sono rimessi in fase sulle coordinate temporali cioè possono essere considerati insieme nella statistica eventi non direttamente correlabili alla medesima estrazione, cioè a dire uno oggi a Ginevra , uno domani al GS rifasati su base tempi comune rispetto alla estrazione
c. Nessuno degli eventi è del tipo (a) , quindi sono tutti del secondo comma di (b) in quanto non vedo altre possibilità a meno di non ipotizzare eventi che non dipendano dall'estrazione e/o che siano erroneamente inseriti .Lo escludiamo vero?
Ho cercato per quanto possibile di essere chiaro nella domanda e attendo con curiosità la sua gentile risposta che,data la natura della domanda, dovrebbe essere breve. Ringrazio anticipatamente per la cortesia.
Ah beh, non avevo letto questo interessantissimo post, che documenta l'incertezza e la possibilità di errori dovuta ai problemi della misurazione delle distanze all'interno del Gran Sasso e alla sincronizzazione dei tempi.
Ah ma se è così, l'entusiasmo per la "scoperta" è del tutto fuori luogo!
Qui non solo c'è la possibilità (su cui non avremo mai la controprova, fino a che non si inventeranno sistemi di misurazione più precisi) concreta che la distanza sia stata calcolata male, a causa dell'approssimazione con cui si calcolano le distanze nel tunnel del Gran Sasso, e dell'influenza delle maree (imprecisata) ecc., ma poi ci dite che anche la ssincronizzazione degli orologi lascia margini di errore abbastanza ampi.
E llora, facciamo una cosa...
Forget esperimento Cern-Gran Sasso, rifatelo in un altro luogo, e non se ne parli più!
@Barbagianni: faccio un po' fatica a seguire il ragionamento, dunque la risposta potrebbe essere imprecisa. Ma da come la decifro, direi che tutti gli eventi sono di tipo (a) (corrispondenza tra emissione al CERN e arrivo a GS, con finestra intorno al tempo di volo presunto, con un po' di tolleranza), nessuno è di tipo (b), e non capisco bene (c) 🙂
Per prima cosa è da chiarire che in natura esistono due energie la primaria base assoluta dell'universo e massima velocità possibile quindi la energia secondaria che racchiude ogni funzione vitale compresa la luce i neutrini ed ogni altra subparticella conosciuta o sconosciuta. Aggiungo che sto per stampare una mia relazione dove spiego perché non è possibile superare la velocità della luce o per capirci meglio neppure raggiungere la parità della primaria.
@ugo: grazie Ugo, credo di poter dire a nome di tutta la comunità scientifica che siamo tutti più sereni al sapere che stai per dare alle stampe questo lavoro. Per caso la tua teoria spiega anche le visite degli UFO e la potenza terapeutica dei cristalli? Mi stupirei del contrario 🙂
Marco capisco e ritengo giusto il tuo sarcasmo se poi ti aggiungo che ho come studi soltanto la quinta elementare e una cultura acquisita pari a zero (mai letto un libro) ma nei miei 71 anni la mia mente ha sempre cercato di leggere i segreti che ci circondano dal grande libro della natura che con gli anni percorriamo scalino per scalino; ultimo un esempio per sorridere...sugli Ufo. due amici proprietari di due terreni confinanti per motivi di disputa di qualche centimetro finiscono in tragedia! Ben sapendo questo il Signore si è guardato bene da creare la vita su due mondi vicini ha stabilito certamente che quando questo sarà possibile le civiltà saranno superiori ad ogni pochezza che oggi ci domina. grazie e scusa del tu, pescatori ugo.