Den 12. juli 2018 meddelte videnskabsmænd ved IceCube Neutrino Observatory opdagelsen af neutrinoer med høj energi. Denne opdagelse bekræftede endnu en gang rigtigheden af den mest berømte fysiker i det tyvende århundrede.
Selv mystiske spøgelsespartikler, der knap interagerer med almindeligt stof, følger den generelle relativitetsteori, som igen bekræfter Einsteins korrekthed. Indtil videre giver disse højenergi-subatomære partikler det bedste bevis for Lorentz-princippet.
Lorentz-princippet er hjørnestenen i Einsteins relativitetsteori, der siger, at alle objekter følger fysikens love, så længe de bevæger sig med en konstant hastighed. I henhold til et aspekt af relativitetsteorien observerer alle objekter den samme lyshastighed, selvom de selv bevæger sig i forskellige hastigheder. En astronaut, der bevæger sig med en hastighed på en million kilometer i timen, vil observere den samme lyshastighed som en snegl, der gennemsøger en sti i en landsby. De vil observere lys, der bevæger sig med en hastighed på 299.792 kilometer i sekundet.
Forskere har imidlertid ikke stoppet med at teste Einsteins relativitetsteori siden 1905, lige siden han først offentliggjorde den. I 1950'erne, da neutrinoer blev opdaget, spekulerede nogle eksperter på, om uladede partikler overholder Lorentz-princippet. Forskerne spekulerede på, om en mystisk styrke kaldet Lorentz-krænkelse kunne få disse objekter til at ændre deres adfærd og tilbagevise Einsteins teorier.
Forholdet mellem sandsynligheden for overgangen mellem lodrette neutrino og vandret i IceCube / IceCube Collaboration Observatory.
I en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Physics har forskere ved Massachusetts Institute of Technology i Cambridge og IceCube-samarbejdet på Amundsen-Scott Station på Sydpolen fundet, at selv neutrinoer overholder relativitetsteorien.
Efter at have analyseret de data, der blev indsamlet i løbet af to år af en-gigaton IceCube neutrino-detektoren, konkluderede forskerne, at der ikke var fundet nogen anomalier, der kunne indikere neutrino-ignorering af Einsteins love.
”Vi kiggede efter Lorentz-krænkende afvigelser, men vi kunne ikke finde,” siger hovedforfatter, professor i fysik ved MIT. "Dette lukker bogen om muligheden for at krænke Lorentz for et antal højenerginutrinoer i meget lang tid."
Salgsfremmende video:
Ved at følge Lorentz-princippet kan forskere forudsige, i hvilken grad neutrinoer af en given masse vil svinge. Dette betyder, at en neutrino skal rejse visse afstande, før den bliver en muon. Enhver afvigelse fra dette princip ville være nok til at vende Einsteins relativitetsteori, i det mindste på neutrino-niveau.
Imidlertid blev både denne undersøgelse og dens resultater fremragende opdagelser i videnskabens verden, da forskere for første gang havde mulighed for at studere neutrinoer med høj energi på Jorden. Og hvis Lorentz-krænkelsen fandt sted, ville den meget let blive opdaget ved så høje energier.
”Vi var i stand til at definere grænserne for dette hypotetiske felt, som er meget, meget mere nøjagtige end alle de tidligere,” siger Konrad.
Vladimir Mirny