v0.398pre-alpha

Fizyka Artykuły Neutrina szybsze od światła, czy dokonano prawidłowych pomiarów? Krytycznym okiem
Google+

Korepetycje

Znajdź korepetytora!

piątek, 30 września 2011 19:44

Neutrina szybsze od światła, czy dokonano prawidłowych pomiarów? Krytycznym okiem

Napisane przez  xts
eksperyment-operaW środowisku naukowym, zwłaszcza w środowisku fizyków narasta sceptycyzm w stosunku do zadziwiających wyników eksperymentu OPERA, na podstawie wyników którego grupa badawcza ogłosiła niedawno (23 września 2011) zdumiewające wyniki które nie odpowiadają naszym współczesnym teoriom na temat tego jak działają prawa przyrody. Kontrowersyjne wyniki grupy fizyków tak bardzo podzieliły środowisko naukowe, że nawet rozłam nastąpił w grupie badawczej OPERA - nie wszyscy naukowcy z tejże grupy podpisali się pod wynikami eksperymentu. Czy sceptycyzm w stosunku do wyników eksperymentu jest słuszny? Zapraszamy do artykułu na ten temat.

Nie zmierzono ani jednego indywidualnego przypadku neutrina, którego czas przelotu byłby mniejszy od wynikającego z prędkości światła. Wynik opiera się na statystycznej analizie porównania profili czasowych wiązki neutrin wysyłanych z CERN-u z profilem czasowym neutrin odbieranych w Gran Sasso. Dopiero porównanie statystyczne wszystkich zebranych przypadków (16111, z czego tylko ok. 2000 ma decydujący wpływ na wynik analizy) wskazuje na przesunięcie tych rozkładów. Nie można więc mówić, że eksperyment był powtarzany wielokrotnie: jest to nadużycie takie samo, jak twierdzenie, że badania opinii publicznej na próbie 1000-osobowej to 1000 razy powtórzony eksperyment, potwierdzający, że jakaś partia ma 20% poparcia.
eksperyment-opera-cern
Eksperyment nie jest prowadzony pod egidą CERN-u i nie należy podpierać się autorytetem CERN-u dla dodania mu wiarygodności. OPERA jest grupą badawczą, nie związaną z CERN, lecz afiliowaną przy Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS), podległą Włoskiej Akademii Nauk.
CERN odpowiada jedynie za przygotowanie wiązki neutrin na potrzeby kilku eksperymentów (nie tylko OPERY) prowadzonych w LNGS.

W samej grupie OPERA są duże kontrowersje co do wiarygodności otrzymanych wyników. Kilkoro z najpoważniejszych profesorów tej grupy odmówiło podpisania się pod artykułem publikującym te wyniki.
eksperyment-opera-einstein
Jeśli ktoś jest zainteresowany szczegółami eksperymentu, to polecam lekturę oryginalnego artykułu OPERY, opisującego eksperyment i wyniki: http://static.arxiv.org/pdf/1109.4897.pdf i/lub obejrzenie seminarium (trochę przydługie) prezentującego je: http://cdsweb.cern.ch/record/1384486/?ln=pl

Podstawowym celem eksperymentu OPERA nie było badanie prędkości neutrin, tylko badanie ich oscylacji, przede wszystkim przechodzenia neutrin mionowych w tauonowe. Otrzymane wyniki czasu przelotu są "produktem ubocznym", wykorzystującym dane z detektora nie zaprojektowanego do dokładnych pomiarów czasu - w efekcie czas przelotu nie jest mierzony bezpośrednio, a wnioskowany na podstawie dość złożonego łańcucha zależności czasowych. Indywidualne wyniki (dla pojedynczego neutrina) obarczone są bardzo dużym błędem statystycznym i dopiero analiza statystyczna pozwala z nich wnioskować.

W analizie danych wykorzystano wiele arbitralnych założeń, z których część z pewnością nie jest prawdziwa. W publikacji nie przedstawiono analizy wpływu tych uproszczeń na ostateczny wynik, podobnie nie przedstawiono tego ani na seminarium prezentującym ani do tej pory OPERA nie odpowiedziała na kilka zgłoszonych wątpliwości eksperymentalnych i dotyczących analizy danych.
eksperyment-opera-detektor-schemat
Podany przez OPERĘ szacunek błędu systematycznego jest zaniżony - jest on wyliczony jako pierwiastek ze średniego kwadratu poszczególnych czynników, co zakłada ich niezależność. Tymczasem co najmniej część z tych czynników może być ze sobą skorelowana. Niektórych czynników systematycznych w ogóle nie analizowano i nie uwzględniono.

Ja osobiście stawiam na efekt użycia w analizie błędnego założenia, że neutrina mają rozkład czasowy taki, jak uśredniona wiązka w CERN. Tymczasem każde neutrino pochodzi z wiązki o trochę innym profilu czasowym. Ponieważ ostateczny wynik nie opiera się na uśrednieniu pomiarów, a na dopasowaniu metodą maximum likelihood, założenie o ich pochodzeniu ze wspólnego, uśrednionego rozkładu, prowadzi do błędu systematycznego . OPERA nie podała dotychczas szacunku tego błędu, nie jest on w ogóle uwzględniony w ich publikacji, nie podała też wyników przeliczenia danych bez korzystania z tego założenia (jest to możliwe do zrobienia w krótkim czasie). Efekt ten może być na tyle silny, żeby być odpowiedzialnym nawet za całe 60ns sensacyjnego wyniku.
eksperyment-opera-detektor
W między czasie narastają też tak zwane "wild theories" (dzikie teorie) wokół wyników eksperymentu, np. niektórzy przypuszczają, że neutrina mogą oddziaływać z materią która była gleba ziemi w sposób zupełnie dotychczas nieznany, wymieniane jest nawet poruszanie się w pozostałych 7 wymiarach które istnieją według niektórych teorii z fizyki teoretycznej, oddziaływanie z materią czy też dodatkowe wymiary miałaby przyśpieszyć neutrina na tyle aby mogły sobie skracać drogę i stąd miałby się brać te zdumiewający wynik 60ns szybciej. Nie ważne jak to niedorzecznie brzmi, tak naprawdę bardzo niewiele wiemy o neutrinach i żadnej teorii nie da się odrzucić na 100%.

Mimo wszystko najlepsze co nam teraz pozostaje to czekać na wyniki przyszłych identycznych eksperymentów, które ma zamiar przeprowadzić amerykański Fermilab oraz japoński T2K w najbliższych miesiącach, Fermilab musi jednak najpierw dokonać upgrade'u detektora MINOS na co już znalazły się fundusze, amerykanie szacują że wyniki będą dostępne przynajmniej w 2012 roku. Eksperyment ten i jego wyniki tak czy owak przyniosły (i przyniosą) bardzo wiele dobrego dla współczesnej fizyki, nagle nie wiadomo do końca skąd ale znajdują się pieniądze na inwestycje związane z fizyką, to na pewno dobry skutek uboczny tego całego zamieszania wokół tych badań.
Czytany 5140 razy Ostatnio zmieniany piątek, 23 grudnia 2011 18:30

Komentarze   

 
0 #8 samurajZ 2015-10-06 11:57
to może dlatego Einstein zamilkł gdy pan Tesla poinformował go telefonicznie
iż według jego przemyśleń neutrina muszą być szybsze od światła.. :D
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
0 #7 inż. Paweł Troka 2011-11-29 01:15
Cytuję Ireneusz Cwirko:
Przed paru tygodniami światową prasę obiegła informacja o tym, że w trakcie eksperymentu OPERA zmierzono prędkość neutrin i ta okazała się być większą od prędkości światła.
Oczywiście zaraz zaczęto spekulować na temat konsekwencji tego pomiaru dla istniejących teorii fizycznych jednak pominięto najważniejsza z nich. Ten pomiar pokazuje nam namacalnie że fizyka jest tylko zbiorem mitów i nie ma nic wspólnego z rzeczywistością .
Neutrina są jednym z nich, są jedną z tysiąca i jednej baśni z których składa się współczesna fizyka.
Pełny artykuł na ten temat znajdziecie na mojej stronie internetowej.
www.cwirko.eu

Zapoznałem się z pełnym artykułem. Pańskie zdanie jest bardzo kontrowersyjne, ale szczerze mówiąc znam wielu wysoko postawionych w hierarchii naukowej ludzi którzy mają bardzo podobne poglądy na ten temat, więc coś w tym jest :-)
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
+1 #6 Ireneusz Cwirko 2011-11-28 20:55
Przed paru tygodniami światową prasę obiegła informacja o tym, że w trakcie eksperymentu OPERA zmierzono prędkość neutrin i ta okazała się być większą od prędkości światła.
Oczywiście zaraz zaczęto spekulować na temat konsekwencji tego pomiaru dla istniejących teorii fizycznych jednak pominięto najważniejsza z nich. Ten pomiar pokazuje nam namacalnie że fizyka jest tylko zbiorem mitów i nie ma nic wspolnego z rzeczywistością .
Neutrina są jednym z nich, są jedną z tysiąca i jednej baśni z których składa się współczesna fizyka.
Pełny artykul na ten temat znajdziecie na mojej stronie internetowej.
www.cwirko.eu
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
0 #5 inż. Paweł Troka 2011-10-02 18:54
Cytuję xts:
Z kilkudniowym opóźnieniem (to w końcu są Włosi...) OPERA udostępniła kolejne seminarium, gdzie odnosi się do niektórych pytań/wątpliwości, zgłoszonych do tej pory. Polecam: www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/docs/video/Opera_streaming/streaming_opera_26sep2011.mov

Proszę się nie zniechęcać pierwszą częścią, gdzie wszyscy wszystkim dziękują i gratulują w italiano-inglese. Merytoryczna część jest już całkiem zrozumiała i warta obejrzenia (choć znów trochę przydługa).

Dziękujemy, to niezwykle ważna informacja dla rozwoju sprawy :)
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
+1 #4 xts 2011-10-02 15:41
Z kilkudniowym opóźnieniem (to w końcu są Włosi...) OPERA udostępniła kolejne seminarium, gdzie odnosi się do niektórych pytań/wątpliwoś ci, zgłoszonych do tej pory. Polecam: www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/docs/video/Opera_streaming/streaming_opera_26sep2011.mov

Proszę się nie zniechęcać pierwszą częścią, gdzie wszyscy wszystkim dziękują i gratulują w italiano-ingles e. Merytoryczna część jest już całkiem zrozumiała i warta obejrzenia (choć znów trochę przydługa).
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
+1 #3 xts 2011-10-02 11:29
Oficjalna strona LNGS, poświęcona OPERZE:
http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/index.htm?mainRecord=http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/lngs_en/research/experiments_scientific_info/experiments/current/opera/
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
+1 #2 xts 2011-10-02 11:08
Sumowanie błędów systematycznych w kwadracie jest dopuszczalne tylko wtedy, gdy poszczególne składowe są niezależne. W sytuacji, gdy są skorelowane, należy je dodawać wprost. W tym eksperymencie kilka z czynników błędu systematycznego to kalibracja czasu odpowiedzi układów odczytu - wszystkie używają takich samych modułów elektronicznych , tego samego producenta, podległe są tym samym czynnikom zewnętrznym. Zgadzam się jednak, że błędy systematyczne podane w artykule, nawet sumowane wprost nie mogą być odpowiedzialne za całość wyniku.

Błędne przypisanie OPERY do CERN pojawiło się w pierwszym komunikacie prasowym Reutersa - cała prasa powtarza tę nieprawdziwą informację, nie zadając sobie trudu, by wpisać operaweb.lngs.infn.it i sprawdzić, bądź by na stronie CERN-u sprawdzić listę afiliowanych przy nim grup badawczych.
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
-3 #1 yanek 2011-10-01 19:47
Nie zgodzę się z częścią krytycznej oceny eksperymentu. Moim zdaniem błąd nie jest zaniżony, tylko realnie oceniony, oczywiście rzeczywista niepewność może być większa ale niewiele. Uważam, że eksperyment został przeprowadzony bardzo starannie i nie nalezy krytykować grupy badawczej OPERA za to. Tak samo jeżeli chodzi o eegidę CERNu to słyszałem w prasie, radiu i telewizji że włoska grupa OPERA rzeczywiście JEST pod egidą CERNu.
Cytować | Zgłoś administratorowi
 

Dodaj komentarz


a + ab + a = ? Dane: a=1 b=3.

| Jeżeli w zasobach naszego serwisu nie znalazłeś tego czego szukałeś prosimy napisz do nas na e-mail: sugestie@fizyka.dk a my uzupełnimy te braki |

| Copyright © 2010-2015 by Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk | All Rights Reserved. Kopiowanie treści bez pisemnego zezwolenia zabronione. |
| Polityka prywatności | Regulamin serwisu |

Valid XHTML 1.0 Transitional Poprawny CSS! [Valid Atom 1.0]