Tópico: Mais rápido que a luz?....

[Dr. Manhattan]

Apesar do momento de detecção dos neutrinos poder ser estabelecido com bastante precisão, determinar o momento em que eles são emitidos não é tão simples e pode induzir a erros experimentais.

Eles produzem neutrinos chocando prótons acelerados em uma barra de metal, mas é impossível determinar o momento em que são produzidos os neutrinos, levando a uma incerteza na medida.

Pelo artigo original, eles estimaram o erro experimental em cerca de 10 ns. Isso dá 6 sigma para o resultado obtido - nada desprezível. Provavelmente trata-se de algum tipo de erro sistemático na medição da distância. Imagino que seria interessante (embora nada trivial) repetir essa experiência jogando o feixe de netrinos para cima e usando um detetor em órbita. Daí seria possível comparar o tempo de voo com um laser.

[Dr. Manhattan]

Ah, e notem que a medida de distância deles leva em conta o movimento das placas tectônicas (!). Ver Fig. 7 do artigo.

[SnowRaptor]

[Gaúcho]

Hoje estava meditando sobre essa notícia, e lembrei de um texto que li há algum tempo atrás.

Outra conseqüência interessante da teoria da relatividade é a contração e a expansão do tempo que ocorrem quando se acelera um corpo a grandes velocidades. Por exemplo, se um astronauta estiver a bordo de um foguete viajando em velocidade próxima da luz, a passagem do tempo à bordo será contraída em relação a um outro sistema que estiver parado ou viajando a uma velocidade bem menor (por exemplo, o planeta Terra). Assim, o tempo à bordo parecerá estar passando normalmente para o astronauta, mas para os seus familiares e amigos na Terra estará passando muito mais depressa, em relação ao foguete. Se um dia ele voltar, será como se tivesse viajado para o futuro.

Portanto, o resultado inescapável das equações de Einstein é que se algo for deslocado a uma velocidade maior do que a luz, a passagem do tempo se inverte, e passa a ser negativa, equivalendo a uma viagem ao passado. Isso romperia a lei principal da natureza, que é a da causalidade, ou seja, um efeito não pode ocorrer antes de sua causa (por exemplo, uma bola de futebol chegar ao gol antes de ser chutada...). Por esse motivo é que não pode existir nada mais rápido do que uma onda eletromagnética no vácuo, a não ser que o modelo de relatividade esteja errado. E isso nunca foi demonstrado até hoje: a teoria continua firme e forte, quase 100 anos depois de ter sido proposta.

Comofas?

[Gaúcho]

Isso aqui está correto?

Tempo do observador em movimento(na velocidade V) = tempo do observador em repouso x raiz(1-V²/c²)
Com V = c, temos q o tempo do observador em movimento é zero. Fica parado no tempo enquanto o tempo passa la fora.
Com V > c, a razao v²/c² fica maior q um, ou seja temos uma raiz de um numero negativo na formula. E a raiz de um numero negativo é um numero imaginario.
Entao o tempo do observador em movimento com velocidade V acima da velocidade da luz é um tempo imaginario.
E a bananada começa.

Se for possivel alcancar velocidades maiores q a luz provavelmente teremos adicoes na formula q se tornam impercepetiveis e nulas em situacoes atualmente aplicaveis.

Por exemplo, antes da teoria da relatividade a equacao
Tempo do observador em movimento(na velocidade V) = tempo do observador em repouso
so isso, batia. Pq a razao (V²/c²) se torna nula para valores baixos de V e a multiplicacao por raiz(1-V²/c²) se torna assim simplesmente uma multiplicacao por raiz(1) = 1.

V=0,1% de C(>1 000 000 de km/h), o fator multiplicativo é igual a 0,9999995
V=1% de C(>10 000 000 de km/h), o fator multiplicativo é igual a 0,99995

V=99% de C(>990 000 000 de km/h), o fator multiplicativo é igual a 0,141, isto é o tempo do observador em movimento é 14,1% do observador em repouso. Passa 7 dias pro observador em repouso pra cada dia q passa pro observador em movimento a 99% de c.
V=99,9% de C(>999 000 000 de km/h), o fator multiplicativo é igual a 0,04471. Passa 22,4 dias pro observador em repouco para cada dia q passa pro observador em movimento a 99,9% de c.

[Geotecton]

Ah, e notem que a medida de distância deles leva em conta o movimento das placas tectônicas (!). Ver Fig. 7 do artigo.

Das placas e do deslocamento em um plano de falha por um terremoto.

[Rocky Joe]

A relatividade prevê que é impossível uma partícula alcançar (e quem dirá ultrapassar) a velocidade da luz porque a massa aumenta conforme aumenta a velocidade, e tende a infinito se v c. O fóton não há problema, porque ele está sempre a c. Poderia haver uma partícula assim, que sempre estivesse a uma velocidade maior que c e que não negasse a relatividade por isso?

Não é bem assim. COm o fóton não tem porblema porque ele está sempre a c e tem massa nula. Dá pra demonstrar (mas não tò afim de ficar fazendo conta na primeira hora depois de acordar)  que se a velocidade do fóron for menor que C, ele não pode existir.

Não sei dizer quanto aos neutrinos.

Valeu pela resposta. Dei uma olhada na wikipedia e um táquion tem que ter massa imaginária (!), o que não é o caso do neutrino. Então algo vai ter que ser feito com a relatividade mesmo se essa situação for confirmada.

Só eu torço para isto ser verdade? Parece interessante ir contra a relatividade. A relatividade restrita só tem dois postulados, né, o de que as leis da física são as mesmas para todos os referenciais inerciais e o de que c tem o mesmo valor para qq referencial. É difícil imaginar algum dos dois errado. A solução deve ser feita de outra forma, né...

[SnowRaptor]

Parece que Einstein ainda não eprdeu esta:

Faster-than-light neutrinos face time trial
Did gravity mess with the clocks that measured particles breaking cosmic speed limit?

Eugenie Samuel Reich

Less than two weeks after the revelation that ghostly particles called neutrinos had been spotted travelling faster than the speed of light, physicists are claiming to have found flaws in the analysis that would stop the claim in its tracks.

The extraordinary result came from the OPERA experiment (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), situated 1,400 metres underground in the Gran Sasso National Laboratory in Italy (see 'Particles break light-speed limit'). There, scientists timed muon neutrinos arriving from CERN, Europe's particle physics facility near Geneva, Switzerland, some 731 kilometres away.

They were astonished to find the neutrinos arriving 60 nanoseconds earlier than a light beam travelling through a vacuum would have done — breaking what physicists had thought was an immutable cosmic speed limit1.

Since the OPERA group's 22 September announcement, more than 30 papers attempting to explain the result using various exotic theoretical models have been posted to the physics preprint server at ArXiv.org. But one paper2, posted on 28 September by theorist Carlo Contaldi of Imperial College London, bears the distinction of being the first to challenge the experimental calculations.

The OPERA team timed the neutrinos using clocks at each location that were synchronized using GPS (Global Positioning System) signals from a single satellite. Contaldi's paper says the group's calculations do not take into account one aspect of Albert Einstein's general theory of relativity: that slight differences in the force of gravity at the two sites would cause the clocks to tick at different rates.

Because the CERN site lies closer to the centre of the Earth than Gran Sasso, and consequently feels a smaller gravitational pull, a clock at the beginning of the neutrinos' journey would actually run at a slightly slower rate to the clock at the end. "It would reduce the significance of the result," Contaldi says.

Dario Autiero of the Institute of Nuclear Physics in Lyons (IPNL), France, and physics coordinator for OPERA, counters that Contaldi's challenge is a result of a misunderstanding of how the clocks were synchronized. He says the group will be revising its paper to try to make its method clearer. Autiero notes that OPERA has been careful to present its startling observations without concluding that the laws of physics have been upended. His e-mail discussion with Contaldi — being followed by dozens of other physicists — is ongoing.

Going deep

Because two clocks are needed to time the neutrinos' journey — one at the beginning, and one at the end — they must be synchronized to within nanoseconds to get an accurate measurement, explains Toby Wiseman, a theoretical physicist also at Imperial College London. Measuring the speed of light on this journey would be much easier, because the beam can be reflected back to its origin, and the round trip timed with just one clock. "Whether they have or haven't synchronized their clocks correctly is the crucial question," says Wiseman.

Contaldi admits that his original analysis posted at ArXiv wrongly assumed that OPERA's timings relied on a clock being moved from one end of the beam to the other. But even synchronizing the clocks using GPS does not remove the difference in the time dilation effect, which Contaldi says could amount to tens of nanoseconds.

That effect would reduce the statistical significance — which OPERA claimed was six standard deviations — of the group's result (five is enough to count as strong evidence in the field of particle physics). Contaldi says the additional error would reduce that number to two or three standard deviations, enough to make only a tentative claim of a faster-than-light effect.

Wiseman says that the difficulty of the experiment and a lack of
 detail about clock synchronization in the initial OPERA paper may explain why so few critiques of the experiment methodology have been published so far, although more are probably on the way. "Carlo is pointing out how difficult it is to critique what has been done unless you're in the collaboration," he says.

Contaldi already has some company. On 2 October, Gilles Henri of the Institute of Planetary Science and Astrophysics in Grenoble, France, posted his own critique3. He argues that fluctuations in the beam of neutrinos could change the probability that Gran Sasso would detect them, and increase the uncertainty in their time of flight enough to produce the faster-than-light result. OPERA did not immediately respond to Nature 's request for comment on that paper.


References
OPERA Preprint at http://xxx.lanl.gov/abs/1109.4897 (2011).
Contaldi, C. R. Preprint at http://xxx.lanl.gov/abs/1109.6160 (2011).
Henri, G. Preprint at http://arxiv.org/abs/1110.0239 (2011).

Fonte: Nature News

[Lord_Dracon]

Como eu suspeitava...

[EuSouOqueSou]

hahaha, quero ver a cara de um "amigo" meu quando eu esfregar isso na cara dele.

[SnowRaptor]

Hein?

[Geotecton]

Hein?

Eu acho que ele se refere à postagem # 32, no qual Einstein ainda não foi "derrubado".

[SnowRaptor]

Uma possível solução, aqui da terrinha =)

Faster-than-Light Neutrino Puzzle Claimed Solved by Special Relativity
The relativistic motion of clocks on board GPS satellites exactly accounts for the superluminal effect, says physicist.
KFC 10/14/2011


It's now been three weeks since the extraordinary news that neutrinos travelling between France and Italy had been clocked moving faster than light. The experiment, known as OPERA, found that the particles produced at CERN near Geneva arrived at the Gran Sasso Laboratory in Italy some 60 nanoseconds earlier than the speed of light allows.

The result has sent a ripple of excitement through the physics community. Since then, more than 80 papers have appeared on the arXiv attempting to debunk or explain the effect. It's fair to say, however, that the general feeling is that the OPERA team must have overlooked something.

Today, Ronald van Elburg at the University of Groningen in the Netherlands makes a convincing argument that he has found the error.

First, let's review the experiment, which is simple in concept: a measurement of distance and time.

The distance is straightforward. The location of neutrino production at CERN is fairly easy to measure using GPS. The position of the Gran Sasso Laboratory is harder to pin down because it sits under a kilometre-high mountain. Nevertheless, the OPERA team says it has nailed the distance of 730 km to within 20 cm or so.

The time of neutrino flight is harder to measure. The OPERA team says it can accurately gauge the instant when the neutrinos are created and the instant they are detected using clocks at each end.

But the tricky part is keeping the clocks at either end exactly synchronised. The team does this using GPS satellites, which each broadcast a highly accurate time signal from orbit some 20,000km overhead. That introduces a number of extra complications which the team has to take into account, such as the time of travel of the GPS signals to the ground.

But van Elburg says there is one effect that the OPERA team seems to have overlooked: the relativistic motion of the GPS clocks.

It's easy to think that the motion of the satellites is irrelevant. After all, the radio waves carrying the time signal must travel at the speed of light, regardless of the satellites' speed.

But there is an additional subtlety. Although the speed of light is does not depend on the the frame of reference, the time of flight does. In this case, there are two frames of reference: the experiment on the ground and the clocks in orbit. If these are moving relative to each other, then this needs to be factored in.

So what is the satellites' motion with respect to the OPERA experiment? These probes orbit from West to East in a plane inclined at 55 degrees to the equator. Significantly, that's roughly in line with the neutrino flight path. Their relative motion is then easy to calculate.

So from the point of view of a clock on board a GPS satellite, the positions of the neutrino source and detector are changing. "From the perspective of the clock, the detector is moving towards the source and consequently the distance travelled by the particles as observed from the clock is shorter," says van Elburg.

By this he means shorter than the distance measured in the reference frame on the ground.

The OPERA team overlooks this because it thinks of the clocks as on the ground not in orbit.

How big is this effect? Van Elburg calculates that it should cause the neutrinos to arrive 32 nanoseconds early. But this must be doubled because the same error occurs at each end of the experiment. So the total correction is 64 nanoseconds, almost exactly what the OPERA team observes.

That's impressive but it's not to say the problem is done and dusted. Peer review is an essential part of the scientific process and this argument must hold its own under scrutiny from the community at large and the OPERA team in particular.

If it stands up, this episode will be laden with irony. Far from breaking Einstein's theory of relatively, the faster-than-light measurement will turn out to be another confirmation of it.

Ref: arxiv.org/abs/1110.2685: Times Of Flight Between A Source And A Detector Observed From A GPS Satellite.

Fonte: http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/27260/

[Trudeau]

If it stands up, this episode will be laden with irony. Far from breaking Einstein's theory of relatively, the faster-than-light measurement will turn out to be another confirmation of it.

Beautiful!
Parece ser essa a resposta, o que conforme diz o texto, irônicamente, confirma a teoria de Einstein em em vez de contradize-la.

[Feynman]

Quando uma teoria de altíssima heurística é confrontada, a tendência é vermos mais uma corroboração da mesma.

[Gaúcho]

Poxa, mas eles fizeram mais de 15 mil testes. Não é uma erro meio básico para se deixar passar? Ainda mais depois de verificar que o resultado ia contra uma das maiores teorias científicas de todos os tempos, o que deveria fazer a equipe verificar cada mm do experimento.

[Feynman]

Em um mundo ideal, os cientistas agiriam assim.

[Geotecton]

Em um mundo ideal, os cientistas agiriam assim.

Mas no mundo real, com a possibilidade de obter fama demonstrando a limitação de uma teoria física tão famosa, talvez a mais famosa, infelizmente não é assim.

[4 Ton Mantis]

http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/1008357-neutrinos-voltam-a-superar-velocidade-da-luz.shtml


Neutrinos, partículas elementares da matéria, voltaram a se mostrar mais velozes que a luz em novos testes realizados sobre 730 km entre Suíça e Itália, informou nesta sexta-feira o Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS).

Para tentar eliminar uma possível fonte de erro na medição precedente, a equipe internacional de experimentação Ópera utilizou um novo feixe de prótons para produzir os neutrinos enviados em direção ao laboratório subterrâneo de Gran Sasso, na Itália.

"Com o novo tipo de feixe produzido pelos aceleradores do Cern (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares), fomos capazes de medir com precisão o tempo de percurso dos neutrinos", explicou Darío Autiero, cientista do Instituto de Física Nuclear de Lyon (França) e responsável de análises de medidas da equipe Ópera.

Na nova experiência, iniciada no final de outubro, vinte neutrinos puderam ser detectados no laboratório de Gran Sasso, e estas novas medidas "não mudam em nada a conclusão inicial de que os neutrinos parecem viajar mais rápido do que deveriam", destacou o CNRS.

Em 22 de setembro passado, a equipe Ópera anunciou que alguns neutrinos haviam percorrido os 730 km superando ligeiramente (por 6 km/s) a velocidade da luz no espaço (cerca de 300.000 km/s), considerada até o momento um "limite insuperável".

"Os vinte neutrinos que avaliamos forneceram uma precisão comparável aos 15 mil que fundamentaram nossa medição inicial", assinalou Autiero.

Os feixes de prótons utilizados para produzir os neutrinos eram ultracurtos (três nanosegundos) e estavam espaçados em 524 nanosegundos, o que permitiu afinar as medições.

Para Autiero, "exames complementares" e "medições independentes" são necessários antes que "a anomalia de tempo de voo" dos neutrinos (ou sua velocidade superior a da luz) possa "ser confirmada ou rejeitada".

O neutrino é muito difícil de se detectar, porque está desprovido de carga elétrica e atravessa a matéria sem se deter.

Se for confirmada, esta velocidade superior a da luz obrigará a uma revisão da física atual, incluindo a teoria de Einstein.

O artigo da equipe Ópera com os resultados do novo teste pode ser visto no site ArXiv.

[SnowRaptor]

Sugiro juntar com o outro do OPERA.

[uiliníli]

Poderia ser um erro sistemático com os equipamentos do CERN? Haveria outro lugar no mundo onde esse experimento poderia ser reproduzido?

[Derfel]

Já não tinham justificado isso dizendo que eles não tinham considerado os efeitos relativísticos da viagem em c?

[SnowRaptor]

Essa nova análise parece ter levado em conta muitas das sugestões da literatura.

[_tiago]

Neutrino não tem massa, correto?
De resto, nada ultrapassa c?
Assim, a teoria da relatividade simplesmente sofrerá um adendo?

[uiliníli]

Questão: eles já testaram para ver se a luz está na velocidade certa, ou se ela também está mais rápida que a luz?