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2011年12月14日 (水)

超光速ニュートリノの真偽は出たのか!

素粒子のニュートリノが光よりも速く進という衝撃的な実験結果が出ていましたが、その後、その追試験での結果はどうなっているのでしょう?あの実験結果が出て早2ヶ月あまり経っていますが、やはりニュートリノは光よりも速く進んだのでしょうか?国際研究グループはより精密な測定結果を11月にまとめ、光速よりも上回っていたと認めたのです。一方、別の研究グループでは「超光速はあり得ない」という論文を提出したのですが、論文を出した以上追試試験をして論文を出したのか、それとも理論的に考えてあり得ないとしたのか、そこまで書いていなかったので不明です。追試験をしての結論であるならそれはそれでいいのですが、理論的にあり得ないと机上の計算か何かで反論しているとしたら説得力はないですね。いずれにしても超光速の真偽を巡る議論は決着しそうもなく結論はまだ先のことになりそうです。

9月の発表された実験結果は、ジュネーブ郊外にある欧州合同原子核研究機関で発生させたニュートリノのビームを約730キロ離れたイタリアの研究所で受けたもので、光と比べて60,7ナノ秒速く到達したというものでした。この実験には当初から専門家の間から疑問点が出ていて、実験に使ったビームの時間幅の問題が指摘だれていました。つまり何らかの理由で先頭部分だけが早く観測されていた場合、到着時刻が早く見えることになるからと言うものです。

この指摘を受けて新しい実験では時間幅を約3ナノ秒ときわめて短くして実験をしたのです。そうすることでニュートリノを1個ずつ計ることができると言います。その結果は、ニュートリノが光より57,8ナノ早く到達し、当初の実験結果とほぼ同じ結果が出たというものです。「こうなると残る問題はほぼ2つに絞られてくる」と言います。1つは730キロ離れた両地点の時刻合わせが正確だったのかということと、もう1つは実験機器の電気信号の遅延の補正が正確にできたかどうかだと言います。特に時刻合わせについては、実験では、全地球測位システム衛星を利用して実験しており、この方法で精度が確保できるのかという指摘が多いそうです。

研究グループは、今後、静止衛星を使う別の時刻合わせを試す予定だと言っています。しかしここにきて新たな観点から超光速への疑問も出てきました。それは「もしニュートリノが超光速で飛行するなら、その過程でエネルギーを失うはずだが、その形跡がない」と言うものです。と言うのは同じ欧州合同原子核研究機関からのニュートリノビームを別の装置で観測し、到達したニュートリノを調べたところ、途中でエネルギーを放出した形跡がないと言う有力な反論が出てきたからです。

もともと今までの物理理論を覆す実験結果であるだけに、更なる追試験を積み重ねなければ最終的な結論には至らないのではと言う意見が今のところは有力なようです。

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