Neutrinos überholen Lichtgeschwindigkeit

hi

Die Relativitätstheorie befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der Gravitation. wikicopy

Am CERN wurden Neutrinos gemessen, die sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegten.

-Lichtgeschwindigkeit nun überholt bzw. überrascht das Fachleute?

cu
Friedrich
PS:http://www.reuters.com/article/2011/09/22/us-science…

Hallo Friedrich,

Am CERN wurden Neutrinos gemessen, die sich schneller als mit
Lichtgeschwindigkeit bewegten.

Da ist noch nichts erwiesen!

Es kann sich immer noch um einen Messfehler oder einen sonstigen Fehler im Messaufbau handeln.
Bis jetzt hat die Gruppe selbst versucht einen Fehler zu finden. Veröffentlicht wurde das Ganze jetzt, damit auch andere Forscher mithelfen können das Ganze zu analysieren.

Als erwiesen können die Messresulta aber erst angesehen werden, wenn diese mit einem anderen Experimet bestätigt werden können, oder eben auch nicht.

-Lichtgeschwindigkeit nun überholt bzw. überrascht das Fachleute?

Falls sich die Messresultate bestätigen, wird man wohl etwas Arbeit haben die bestehende Theorie anzupassen.

MfG Peter(TOO)

Falls das stimmt: was hätte das für Folgen?
Hallo,

ich finde das ebenfalls sehr interessant, aber eigentlich noch mehr die Frage:
Wenn es stimmen würde, was hätte das für Folgen für die Physik?

Hat hier schon mal jemand darüber nachgedacht?

Gruß
Uwe

Hossa :smile:

Am CERN wurden Neutrinos gemessen, die sich schneller als mit
Lichtgeschwindigkeit bewegten.

PS:http://www.reuters.com/article/2011/09/22/us-science…

Überlichtgeschwindigkeit ist ja nichts Besonderes. Die Tscherenkow-Strahlung, wie sie z.B. als bläuchliches Leuchten in Abklingbecken von Atomkraftwerken beobachtet werden kann, bewegt sich auch schneller als das Licht. Das hängt aber damit zusammen, dass die Lichtgeschwindigkeit im Wasser nur ca. 225.000km/s beträgt.

Ähnlich ist es vermutlich hier. Die Lichtgeschwindigkeit in Luft liegt bei ca. 299.710km/s. Das sind etwa 0,275 Promille weniger als die Lichtgeschwinidgkeit im Vakuum von exakt 299.792,458km/s.

Für die 730km braucht das Licht in Luft also: 2.435.687ns
Für die 730km braucht das Licht im Vakuum also: 2.435.017ns

Man erkennt einen Laufzeitunterschied von 670ns! Die 60ns schnelleren Neutrinos sind also nicht nur nicht schneller als das Licht (im Vakuum), sondern sogar ein bisschen langsamer, wie es sich für Teilchen mit einer Ruhemasse gehört.

Leider enthält der Reuters-Artikel zu wenig Information. Mich würde der detailierte Versuchsaufbau und die detailierten Auswerteverfahren interessieren…

Nunja, jedenfalls ist es eine sehr hübsche Idee, um an frische Forschungsgelder zu gelangen :smile:

Viele Grüße

Hasenfuß

Hallo,

ich finde das ebenfalls sehr interessant, aber eigentlich noch
mehr die Frage:
Wenn es stimmen würde, was hätte das für Folgen für die
Physik?

dann wüsste man wieder ein wenig mehr? Und hätte eine neue Richtung zu erforschen?
Gruß
loderunner

Wenn ich es recht verstanden habe, rüttelte das an den Grundfesten der Physik, so wie wir sie kennen (und nicht kennen… :wink:).

Hallo,

Wenn ich es recht verstanden habe, rüttelte das an den
Grundfesten der Physik, so wie wir sie kennen (und nicht
kennen… :wink:).

Jein.

Die Relativitaetstheorien, die Ueberlichtgeschwindigkeit (von materiebehafteten Teilchen, die mit Unterlichtgeschwindigkeitstelchen interagieren) verbieten, sind experimentell sehr gut bestaetigt.

Das heisst, dass sie vermutlich nur kleine Korrekturen brauchen.

Gruesse,
Moritz

Hallo,

Ähnlich ist es vermutlich hier. Die Lichtgeschwindigkeit in
Luft liegt bei ca. 299.710km/s. Das sind etwa 0,275 Promille
weniger als die Lichtgeschwinidgkeit im Vakuum von exakt
299.792,458km/s.

Für die 730km braucht das Licht in Luft also: 2.435.687ns
Für die 730km braucht das Licht im Vakuum also: 2.435.017ns

Man erkennt einen Laufzeitunterschied von 670ns! Die 60ns
schnelleren Neutrinos sind also nicht nur nicht schneller als
das Licht (im Vakuum), sondern sogar ein bisschen langsamer,
wie es sich für Teilchen mit einer Ruhemasse gehört.

Huch, das hoerte sich beim durchlesen des Papers anders an.

Ich habe darin keine Referenz zur Lichtgeschwindigkeit im Medium (Erdkruste, nicht Luft) gefunden, der Vergleich war durchaus mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Gruesse,
Moritz

Tach.

Die Lichtgeschwindigkeit in Luft…

…hat hiermit nichts zu tun. Die Messungen beziehen sich auf die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: kurz (Online), lang (PDF)

Gruß,
KHK

Ich steig in die Wette ein: http://xkcd.com/955/

Zwar ist danach angeblich das für die Zeitmessung verwendete Referenzsignal so exakt, dass man damit sogar den Kontinentaldrift live erkennen kann, aber möglicherweise doch fehlerbehaftet.

Gruß

Hallo,

Überlichtgeschwindigkeit ist ja nichts Besonderes. Die
Tscherenkow-Strahlung, wie sie z.B. als bläuchliches Leuchten
in Abklingbecken von Atomkraftwerken beobachtet werden kann,
bewegt sich auch schneller als das Licht. Das hängt aber damit
zusammen, dass die Lichtgeschwindigkeit im Wasser nur ca.
225.000km/s beträgt.
Ähnlich ist es vermutlich hier.

Nö, hier ist es ganz sicher nicht so.

Man erkennt einen Laufzeitunterschied von 670ns! Die 60ns
schnelleren Neutrinos sind also nicht nur nicht schneller als
das Licht (im Vakuum), sondern sogar ein bisschen langsamer,
wie es sich für Teilchen mit einer Ruhemasse gehört.

Nö. Außerdem gibt es ja gar keinen parallelen Lichtstrahl, mit dessen Ankunftszeit die Zeit der Neutrinos irgendwie verglichen werden könnte (wie auch, die Neutrions fliegen schließlich direkt durch die Erde hindurch).

Leider enthält der Reuters-Artikel zu wenig Information. Mich
würde der detailierte Versuchsaufbau und die detailierten
Auswerteverfahren interessieren…

Aus dem Arxiv Preprint des zugehörigen Papers („Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam“):

„An early arrival time of CNGS muon neutrinos with respect to the
one computed assuming the speed of light in vacuum of (60.7 ± 6.9
(stat.) ± 7.4 (sys.)) ns was measured“

http://arxiv.org/abs/1109.4897

Da steht eben, dass die Neutrinos angeblich 60ns schneller als die Vakuum lichtgeschwindigkeit angekommen wären. Und das wäre in der Tat eine Sensation und was völlig anderes als Tscherenkow-Strahlung oder ähnliche Effekte von Geschwindigkeiten innerhalb von Medien.

Würde das stimmen, dann müsste man in der Tat große Teile unseres physikalischen Verständnisses neu bewerten, da sich nach unserem derzeitigem Wissensstand ja nichts schneller als c bewegen kann.

ABER:
Ich glaube dennoch nicht, dass sich diese 60ns bewahrheiten werden. Es gibt soviele Dinge, wo hier etwas schief gegangen sein könnte und das wäre ja nicht das erste Experiment, wo angeblich eine Revolution entdeckt wurde, die sich im Nachhinein als Irrtum herausgestellt hat.

Eine der Unsicherheiten liegt z.B. schlicht in der Messung der Entfernung von der Zeitschranke an der Neutrino-Quelle im CERN durch die Erde hindurch zum Neutrino-Detektor im Gran-Sasso Massiv. Die Genauigkeit von etwa 10 Nanosekunden, mit denen die das gemessen haben wollen, bedeutet, dass die das auf 3 Meter genau bestimmen müssen. Das ist nicht nur eine geodätische Herausforderung, da die Erde ja keine perfekte Kugel mit gleichmäßiger Masseverteilung ist. Und auch innerhalb des Detektors und der Neutrinoquelle müssen ja alle Orte exakt lokalisiert werden können, z.B. der exakte Ort der Wechselwirkung eines Neutrinos mit dem Detektor muss hinreichend genau bestimmt werden können, denn der Detektor selbst ist ja auch rund 2000 m³ groß.

Und daneben gibt es eine ganze Reihe anderer Unsicherheiten, z.B. in der Zeitsynchronisation zwischen CERN und Gran Sasso (die muss ja ebenfalls auf weniger als 10 Nanosekunden genau erfolgen).

Naja, auf jeden Fall ist so ein Experiment alles andere als einfach und die Fehlerquellen sind zahlreich. Also würde ich erst mal dazu raten, dass man abwartet, was die Überprüfung anderer Forscher ergibt und ob sich die Ergebnisse reproduzieren lassen. Vorher macht es schlicht keinen Sinn, da jetzt große Revolutionen der Physik zu beschwören, weil sich das in der Vergangenheit bis jetzt praktisch immer als ein Holzweg erwiesen hat.

vg,
d.

3 Like

Die Genauigkeit von etwa 10 Nanosekunden, mit denen
die das gemessen haben wollen, bedeutet, dass die das auf 3
Meter genau bestimmen müssen.

20 cm. The baseline considered for the measurement of the neutrino velocity is then the sum of the (730534.61 ± 0.20) m between the CNGS target focal point and the origin of the OPERA detector reference frame, and the (743.391 ± 0.002) m between the BCT and the focal point, i.e. (731278.0 ± 0.2) m. http://static.arxiv.org/pdf/1109.4897.pdf

Gruß

Hallo? Ob „wenn“ unwahrscheinlich ist, steht hier nicht zur Debatte.
Mich interessiert: was wäre, wenn?

Wenn es stimmen würde, was hätte das für Folgen für die
Physik?

Es würde bedeuten, dass Photonen eine Ruhemasse haben. Das wäre zwar überraschend, aber nicht dramatisch.

2 Like

Hallo,

Wenn es stimmen würde, was hätte das für Folgen für die
Physik?

Es würde bedeuten, dass Photonen eine Ruhemasse haben. Das
wäre zwar überraschend, aber nicht dramatisch.

für wen überraschend ?
Wurde dies nicht einfach verdrängt ? Zugunsten einer Theorie ?
Nur weil Photonen nicht „in Ruhe“ darstellbar sind ?
Ansonsten haben sie alle Eigenschaften einer (bewegten) Masse,
einen Impuls und die Interaktion mit Gravitation.
Außerdem verringern sie die Masse des „Senders“ bei ihrer Emission.
„Ruhemasse“ gibt es ja eigentlich garnicht.Keine Masse ist ohne
Bewegung darstellbar.
Jede „Ruhemasse“ ist ein Bewegungsverbund von Elementarteilchen
welche selbst Eigenbewegung haben. Ohne letzteres wären auch diese
nicht darstellbar,wahrnehmbar.
Gruß VIKTOR

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Es würde bedeuten, dass Photonen eine Ruhemasse haben. Das
wäre zwar überraschend, aber nicht dramatisch.

für wen überraschend ?

Für alle Physiker.

„Ruhemasse“ gibt es ja eigentlich garnicht. Keine Masse ist
ohne Bewegung darstellbar.

Das ist in jedem Fall falsch. Die Ruhemasse eines Systems ist seine Masse in einem Bezugssystem, in dem sein Impuls verschwindet. Wenn es so ein Bezugssystem gibt (und das ist beispielsweise bei Materie immer der Fall), dann gibt es auch eine von Null verschiedene Ruhemasse.

Davon abgesehen, ist nicht klar, was Du mit „Bewegung“ meinst und was man sich unter dem „Darstellen“ von Masse vorstellen soll.

Jede „Ruhemasse“ ist ein Bewegungsverbund von
Elementarteilchen welche selbst Eigenbewegung haben.

Das ist Unsinn. Masse (egal ob Ruhemasse oder nicht), ist eine messbare physikalische Größe und kein wie auch immer gearteter Verbund von irgend etwas. Davon abgesehen kann es auch einzelne Elementarteilchen ohne Bewegung geben (z.B. ein einzelnes ruhendes Elektron) und die haben auch eine Ruhemasse.

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Hallo?

Hallo!

Ob „wenn“ unwahrscheinlich ist, steht hier nicht zur
Debatte.
Mich interessiert: was wäre, wenn?

Schrub ich doch. Kleine Korrekturen.

Grüße,
Moritz

Hallo,
Mal eine Frage an die anwesenden Experten:
Soweit ich das verstanden habe, beweist die Neutrinooszilation, dass die Neutrinos eine (wenn auch sehr kleine) Ruhemasse haben.
Wie kann sich ein Teilchen mit einer Ruhmasse > 0 überhaupt mit Lichtgeschwindigkeit bewegen?

Danke und viele Grüße
Christian

Hallo,

„Ruhemasse“ gibt es ja eigentlich garnicht. Keine Masse ist
ohne Bewegung darstellbar.

Das ist in jedem Fall falsch. Die Ruhemasse eines Systems ist
seine Masse in einem Bezugssystem, in dem sein Impuls
verschwindet.

Davon abgesehen, ist nicht klar, was Du mit „Bewegung“ meinst …

Jede „Ruhemasse“ ist ein Bewegungsverbund von
Elementarteilchen welche selbst Eigenbewegung haben.

Das ist Unsinn.

Alle Elementarteilchen haben meist Wechselwirkung mit anderen -
das ist Bewegung - und einen Spin,einen Drehimpuls die
Eigenbewegung.

Masse (egal ob Ruhemasse oder nicht), ist eine
messbare physikalische Größe

Wie willst Du ohne Bewegung irgendetwas messen,egal ob direkt oder
indirekt.

Davon abgesehen kann es auch einzelne Elementarteilchen ohne
Bewegung geben (z.B. ein einzelnes ruhendes Elektron)

Und wie merkst Du, daß es existiert ?

Gruß VIKTOR

Alle Elementarteilchen haben meist Wechselwirkung mit anderen

  • das ist Bewegung

Aha, Bewegung ist bei Dir also Wechselwirkung mit anderen Teilchen. Das ist eine ziemlich seltsame Verwendung dieses Begriffes.

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