Had Einstein ongelijk?

Technische natuurkunde

Neutrino’s lijken lichtsnelheid te doorbreken

vrijdag 23 september 2011Wetenschappers in Italië hebben deeltjes gemeten die sneller dan licht lijken te bewegen. Neutrino’s komen vroeger aan dan theoretisch mogelijk is. Als de metingen correct zijn, moet de natuurkunde op de schop.

Het bekende Zwitserse lab CERN tapt protonen af en schiet ze op een target van grafiet, hier op de foto te zien. Hier vindt een complex vervalproces plaats, waaruit neutrino’s ontstaan. Deze neutrale deeltjes hebben een verwaarloosbare massa en gaan nauwelijks interacties aan.

Dwars door de aarde komen ze aan bij de ondergrondse OPERA-detector bij het Italiaanse Gran Sasso, 730 km verderop, waar detectoren maar heel af en toe een waarneming doen.

Uit 16 000 van deze events in de afgelopen twee jaar hebben natuurkundigen de tijd berekend die de deeltjes over de reis doen: zo’n 2 ms. De afstand is gemeten tot op enkele centimeters nauwkeurig. En zowel in Genève als in Gran Sasso staan atoomklokken die binnen 2 ns dezelfde tijd aangeven.

De neutrino’s bleken gemiddeld 60 ns te vroeg aan te komen. Alle meet- en statistische fouten bij elkaar opgeteld geven een spreiding van slechts 10 ns. Oftewel: meetfouten kunnen die 60 ns niet verklaren.

Verschillende media verwezen de speciale relativiteitstheorie van Einstein - niets dat massa heeft, gaat sneller dan het licht - al naar de schroothoop. Maar daarvoor is het nog veel te vroeg, vindt prof.dr. Jan Willem van Holten van NIKHEF, en hoogleraar theoretische natuurkunde aan de Universiteit Leiden. ‘Dit is een totaal onverwacht resultaat, maar eerst moeten anderen nu de experimenten herhalen.’

De onderzoekers hebben alle details van hun experimenten beschreven in een artikel op arXiv. Hiermee kunnen andere groepen in de wereld proberen de metingen herhalen.