Hasil Lebih Cepat Dari Cahaya Yang Akan Diteliti

Bagian dari detektor OPERA.

Kolaborasi OPERA

Kolaborasi OPERA, yang menjadi berita utama di seluruh dunia bulan lalu ketika mengumumkan bahwa mereka tampaknya mengamati neutrino bepergian lebih cepat daripada kecepatan cahaya, telah memutuskan bahwa ia akan melakukan serangkaian pengukuran baru yang sangat tepat untuk memeriksa hasil kontroversialnya. . Keputusan itu berarti kelompok akan menunda mengirimkan hasilnya ke jurnal yang ditinjau sejawat hingga satu bulan. Langkah ini juga muncul setelah perselisihan sengit antara anggota kolaborasi mengenai soliditas klaim superluminalnya - dan apakah itu diumumkan sebelum waktunya.

OPERA (Proyek Osilasi dengan Alat Pelacak Emulsi) menggunakan detektor yang terletak di bawah gunung Gran Sasso di Italia tengah untuk mempelajari sifat-sifat neutrino yang berjalan sekitar 730 kilometer melalui kerak bumi setelah diproduksi di laboratorium CERN di Jenewa. Dalam sebuah makalah yang diunggah ke server pracetak arXiv pada 22 September, kolaborasi melaporkan bahwa neutrino yang diamati antara 2009 dan 2011 tampaknya telah melakukan perjalanan lebih cepat daripada cahaya, tiba sekitar 60 nanodetik lebih awal dari perkiraan perhitungan yang seharusnya.

Namun, beberapa anggota kolaborasi 160-kuat, percaya bahwa pemeriksaan lebih lanjut diperlukan untuk benar-benar yakin bahwa hasilnya bukan karena kesalahan. Dan telah ada diskusi yang intens dalam kolaborasi tentang apakah pemeriksaan tambahan tersebut harus dilakukan sebelum mengirimkan hasilnya ke peer review. Sekarang tampaknya mereka yang berhati-hati mendesak telah menang, dengan serangkaian pengukuran baru yang harus dilakukan sebelum pengajuan.

Pengukuran baru akan melibatkan perubahan balok neutrino CERN. CERN membuat partikel dengan bertabrakan pulsa proton dengan target grafit, dengan masing-masing pulsa sekitar 10.500 nanodetik. CERN sekarang telah membagi pulsa ini sehingga masing-masing terdiri dari tandan yang berlangsung 1 hingga 2 nanodetik; tandan dipisahkan oleh celah 500 nanodetik. Perubahan itu berarti bahwa mungkin untuk mengikat setiap peristiwa neutrino yang direkam di dalam OPERA ke gugus proton tertentu, sehingga memungkinkan pengukuran yang sangat tepat dari waktu yang dibutuhkan neutrino untuk melakukan perjalanan antara kedua laboratorium. Sebelumnya, kolaborasi ini harus melakukan analisis statistik untuk menentukan waktu penerbangan, yang melibatkan membandingkan distribusi temporal proton yang dihasilkan di CERN dengan neutrino yang terdeteksi di Gran Sasso. Para kritikus berpendapat bahwa analisis ini mungkin tidak dapat diandalkan.

Sumber menyarankan bahwa kolaborasi ini akan melakukan pengukuran selama 10 hari, mungkin mulai minggu depan, dan bahwa pada saat itu ia harus mencegat sekitar 12 neutrino. Mungkin saja akan menghasilkan data yang cukup untuk menyangkal hasil yang diumumkan, atau mengkonfirmasi bagian penting dari analisis di balik hasilnya.

Pemeriksaan baru mengikuti sejumlah makalah yang diposting ke arXiv oleh fisikawan lain, baik berspekulasi pada implikasi teoritis klaim superluminal atau dengan alasan bahwa klaim itu cacat dalam beberapa cara. Salah satu makalah tersebut, yang ditulis oleh Andrew Cohen dan Sheldon Glashow dari Boston University, berpendapat bahwa distribusi energi neutrino yang diamati oleh OPERA tidak seperti yang diharapkan jika neutrino dalam balok bergerak lebih cepat daripada cahaya, karena neutrino ini akan kehilangan sejumlah besar energi melalui penciptaan pasangan elektron dan positron. Memang, kolaborasi ICARUS, yang mengoperasikan detektor kedua di Gran Sasso untuk mencegat neutrino CERN, mengatakan bahwa distribusi energi yang dicatatnya persis seperti yang diharapkan dari yang tidak lebih cepat daripada neutrino ringan.