12. srpnja 2018. znanstvenici iz Neutrinog opservatorija IceCube objavili su otkriće visokoenergetskih neutrina. Ovo je otkriće još jednom potvrdilo ispravnost najpoznatijeg fizičara dvadesetog stoljeća.
Čak i tajanstvene sablasne čestice, jedva u interakciji s običnom materijom, slijede opću teoriju relativnosti, još jednom potvrđujući Einsteinovu ispravnost. Do danas, ove visokoenergetske subatomske čestice pružaju najbolji dokaz za Lorentzov princip.
Lorentzov princip temelj je Einsteinove teorije relativnosti koja kaže da svi predmeti slijede zakone fizike sve dok se kreću konstantnom brzinom. Prema jednom aspektu teorije relativnosti, svi predmeti opažaju istu brzinu svjetlosti, čak i ako se sami kreću različitim brzinama. Astronaut koji se kreće brzinom od milijun kilometara na sat promatrat će istu brzinu svjetlosti kao puž koji puze stazom u selu. Promatrat će svjetlost kako se kreće brzinom od 299.792 kilometra u sekundi.
Međutim, znanstvenici nisu prestali testirati Einsteinovu teoriju relativnosti od 1905., otkad ju je prvi put objavio. U pedesetim godinama prošlog stoljeća, kada su otkriveni neutrini, neki su se stručnjaci pitali pridržavaju li se neispranjene čestice po Lorentzovu principu. Istraživači su se pitali može li tajanstvena sila zvana Lorentzova kršenja učiniti da ovi predmeti promijene svoje ponašanje, pobijajući Einsteinove teorije.
Omjer vjerojatnosti prelaska vertikalnih neutrina u horizontalne u opservatoriju IceCube / IceCube Collaboration.
U novoj studiji objavljenoj u časopisu Nature Physics, znanstvenici s Massachusetts Institute of Technology u Cambridgeu i IceCube suradnja na postaji Amundsen-Scott na Južnom polu otkrili su da čak i neutrini poslušaju teoriju relativnosti.
Nakon analize podataka koje je tijekom dvije godine prikupio Icecube detektor neutrina, teživši jedan gigaton, istraživači su zaključili da nisu pronađene anomalije koje bi ukazivale na to da neutrino ne poštuje Einsteinove zakone.
„Tražili smo odstupanja koja krše Lorentz, ali nismo uspjeli pronaći“, kaže glavni autor, profesor fizike na MIT-u. "Ovo zatvara knjigu o mogućnosti Lorentzovog kršenja većeg broja neutrina visoke energije već dugo vremena."
Promotivni video:
Slijedeći Lorentzov princip, istraživači mogu predvidjeti stupanj oscilacije neutrina određene mase. To znači da neutrino mora prijeći određene udaljenosti prije nego što postane muon. Svako odstupanje od ovog načela bilo bi dovoljno da se pretvori Einsteinova teorija relativnosti, barem na neutrinsku razinu.
Međutim, i ova studija i njezini rezultati postali su izvanredna otkrića u svijetu znanosti, jer su prvi put istraživači imali priliku proučavati visokoenergetske neutrine na Zemlji. A da se dogodilo Lorentzovo kršenje, bilo bi vrlo lako otkriti pri tako visokim energijama.
"Uspjeli smo definirati granice ovog hipotetičkog polja koje su mnogo, mnogo točnije od svih prethodnih", kaže Konrad.
Vladimir Mirny