Neutrino-Forschung : Das LSD der Teilchenphysik

Sind Neutrinos schneller, als Einstein erlaubt? Das legen irritierende Messungen nahe. Die Naturgesetze müssen dennoch nicht umgeschrieben werden.
Ein Forscher arbeitet in einem Kontrollraum am Kernforschungszentrum Cern in Genf. © Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images

Angesichts der womöglich bedeutendsten physikalischen Entdeckung des Jahrhunderts ist der typische Reflex des Wissenschaftlers: Skepsis . "Je größer eine Neuigkeit, umso weniger kann man sie glauben", sagt Heinrich Päs . Dabei hätte der Physiker der TU Dortmund allen Grund zur Euphorie. Schließlich passt seine eigene Theorie perfekt zu der Nachricht, dass möglicherweise erstmals in der Geschichte der Physik eine Überlichtgeschwindigkeit gemessen wurde.

Am Freitag vergangener Woche haben Physiker am europäischen Kernforschungszentrum Cern die Sensationsmeldung verkündet: Winzige Elementarteilchen, die sogenannten Neutrinos, bewegen sich offenbar schneller, als Einstein erlaubt! Ihm zufolge ist die Lichtgeschwindigkeit das absolute kosmische Tempolimit. Darauf basiert die Relativitätstheorie und mithin unser modernes Verständnis von Raum und Zeit. Die Neutrinos aber scheinen nicht mitzuspielen.

Auf ihrem Weg vom Cern in Genf bis zu einem unterirdischen Labor im Gran-Sasso-Massiv in den italienischen Abruzzen erwiesen sich die winzigen Elementarteilchen als Temposünder: Im Opera-Experiment legten sie die rund 730 Kilometer lange Strecke unter den Alpen hindurch in etwa 2,43 Millisekunden zurück; das entspräche einer Geschwindigkeit von 299.798.454 Metern pro Sekunde – 0,002 Prozent schneller als die Lichtgeschwindigkeit !

Nun steht die physikalische Welt Kopf. Schon spekulieren Zeitungen über das Ende der Relativitätstheorie und die Möglichkeit von Zeitreisen. Zieht es unserem gewohnten Weltbild den Boden unter den Füßen weg?

Heinrich Päs sieht die Sache eher gelassen. Zwar hat der Theoretiker schon vor zwei Jahren postuliert, dass Neutrinos unter bestimmten Bedingungen schneller als Licht erscheinen könnten. Doch aus verschiedenen Gründen hält er die jetzige Aufregung vor allem für ein mediales Phänomen. "Zunächst muss dieses Ergebnis von einer anderen Gruppe bestätigt werden, bevor man es für gesichert halten darf", sagt Päs. Auch er weiß, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass diese "Revolution" genauso endet wie all die anderen Umsturzversuche, die es in den vergangenen Jahren in der Physik gegeben hat: Sie erledigten sich über kurz oder lang von selbst.

Wer etwa erinnert sich noch an den Rummel um die neue, "fünfte" Grundkraft der Physik, die im April dieses Jahres angeblich am Teilchenbeschleuniger Tevatron nahe Chicago entdeckt wurde? Schon im Juni kam die Ernüchterung: Die Ergebnisse aus Chicago waren nicht haltbar, die Physiker hatten offenbar subtile Fluktuationsprozesse bei ihren hochsensiblen Experimenten übersehen. Ähnlich erging es in den neunziger Jahren dem Kölner Physiker Günter Nimtz, der mit der Behauptung Aufsehen erregte, er könne eine Mozart-Sinfonie schneller als Licht übertragen – auch das erwies sich bei näherem Hinsehen als Artefakt seiner Versuchsanordnung.

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Kommentare

19 Kommentare Seite 1 von 4 Kommentieren

Interessant

Wir leben wahrlich in aufregenden Zeiten.

Wie sieht das denn nun aus? Wuerde das, wenn es denn korrekt waere, nun die Stringtheorien unterstuetzen oder doch eher die Theorie der Schleifenquantengravitation?

Zur Anwendung. Gibts doch schon. Man kann ja nun vom Cern nach Italien morsen, zumindest prinzipiell. Und das ganze mit "Ueberlichtgeschwindigkeit".

weder noch

Es würde eher die Schleifenquantengravitation stützen, aber das ist nur eine Tendenz, eigentlich unterstützt es keines von beidem. Die Schleifenquantengravitation erkennt die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit nicht an, sagt allerdings aus, das kurzwelliges Licht etwas schneller sei als langwelliges, das konnte aber bisher nicht nachgewisen werden. Die Stringtheorie hingegen ist überhaupt keine wissenschaftliche Theorie, denn sie ist nicht überprüfbar.

Der Artikel enthält übrigens einen Fehler erst wird behauptet, Neutrinos hätten eine Masse(was richtig ist), und dann wird gesagt sie würden nur mit der schwachen WW wechselwirken, aber wenn sie Masse besitzen müssen sie auch der Gravitation unterliegen.

Ja was denn nun?

Haben die Neutroinos nun nach Meinung des Autors eine Abkürzung genommen oder sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt?

Wieso sind Zeitreisen möglich, wenn die Lichtgeschwindigkeit nicht das Limit ist? Wären dann nicht die Theorien, daß Zeitreisen möglich, sind nicht selbst hinfällig, weil diese auch darauf basieren, daß die Lichtgeschwindigkeit das Limit ist?

Ein möglicher Messfehler

der aufgrund der geringen Entfernung zwichen CERN und dem Labor in den Abruzzen aufgetreten sein wird. Die Messung hat ledigliche eine Differenz von 0,002% ergeben.
Die Schlußfolgerung für den Laien würde einen möglichen Messfehler ergeben oder wurden die Gravitation und Schwerkraft als mögliche weitere Faktoren nicht berücksichtigt.
Es wird abzuwarten sein diesen Laborversuch zu verifizieren!

1-stündiges Q&A

Man sollte wirklich mehr Menschen dazu ermutigen, sich die 1-stündige Präsentation mit nachfolgendem Question & Answer anzuschauen, oder zumindest dort gelieferte Fragen und Information in einem Artikel zusammenzufassen.

Allein in dem genannten Q&A wurden u.a. behandelt:
- Einfluss der Mondanziehung auf die geometrischen Daten: Messungen über mehrere Jahre, zyklische Auswirkung, kein ausschlaggebender Faktor
- Erdrotation: Süd-Nord-Unterschied der beiden Punkte und daraus folgende Rotationsgewschwindigkeiten - Einfluss weit unter nano-Sekunden Level
- ob die 20cm Genauigkeit der GPS-Messung einer üblichen Genauigkeit entspricht: tut sie nicht, theoretisch sind genauere Messungen im Bereich von pico-Sekunden möglich, nur fanden sie in diesem Fall unter erschwerten Bedingungen statt (XYZ-Koordination unter der Erde) und es war gar kein Interesse an solcher Genauigkeit da
- mögliche Fluktuationen des Protonen-Beams zur Myonerzeugung
- Verzögerungsstatistik (Konstanz der Verzögerung) und nicht vorher eingerechnete Verzögerungen: cross-checks mit dem im Vortrag erläuterten common-view mode, Auswertung der Verzögerung über mehrere Monate/Jahre, insbesondere während der Kalibrierung
- Genauigkeit der Startzeit und dazugehörige statistische Auswertung
- Kalibrierung der Schnittstellen und Uhren

-Fortsetzung folgt-

1-stündiges Q&A pt. 2

Fortsetzung aus pt. 1

- Generelle Relativität (z.B. in Bezug auf die Cäsiumuhren, durch unterschiedliche Höhen etc.): Uhren laufen unter anderem nicht frei, sondern werden konstant in einem mehrstufigen System synchronisiert; Errechnung ergab einen Einfluss im Bereich von 10^(-13) s
- Temperatur-/Athmosphärenunterschiede: GPS durch Satelliten mit annähernd gleichen Bedingungen, die sogar mit in die Rechnung aufgenommen wurden
- Auswirkung externer, nicht durch den Protonenstrahl hervorgerufener Myonen: Tests während der Kalibrierung, die Intensität externer Myonen wurde durch die Tiefe der Stationen im Gestein auf ein Level herabgefahren, das nur einen Bruchteil der durch den Protonenstrahl hervorgerufenen Ausschlagsintensität entspricht
- Statistische Auswertungen, Normalisierung, Verteilung (man solle sich doch eher die oberen und unteren Grenzen statt der normalisierten Kurve ansehen)

Da ich mir den Vortrag zuletzt vor einigen Tagen angesehen hab, kann ich nun wegen der Informationsflut leider nicht zu jedem dieser Punkte exakte Stichpunkte liefern, jedoch sollte allein die Anzahl schon dazu führen, dass sich die Leute für speziellere Fragen direkt an den Vortrag wenden (http://www.youtube.com/wa...)