12. juli 2018 kunngjorde forskere ved IceCube Neutrino Observatory oppdagelsen av nøytrinoer med høy energi. Denne oppdagelsen bekreftet nok en gang riktigheten til den mest kjente fysikeren i det tjuende århundre.
Selv mystiske spøkelsesaktige partikler, som knapt samhandler med vanlig materie, følger den generelle relativitetsteorien, som igjen bekrefter Einsteins korrekthet. Til dags dato gir disse høyenergi-subatomære partiklene det beste beviset for Lorentz-prinsippet.
Lorentz-prinsippet er hjørnesteinen i Einsteins relativitetsteori, som sier at alle objekter følger fysikkens lover så lenge de beveger seg med konstant hastighet. I henhold til ett aspekt av relativitetsteorien observerer alle objekter den samme lyshastigheten, selv om de selv beveger seg i forskjellige hastigheter. En astronaut som beveger seg med en hastighet på en million kilometer i timen, vil observere den samme lysfarten som en snegl som kryper en sti i en landsby. De vil observere lys som beveger seg med en hastighet på 299.792 kilometer i sekundet.
Forskere har imidlertid ikke sluttet å teste Einsteins relativitetsteori siden 1905, helt siden han først publiserte den. På 1950-tallet, da nøytrinoer ble oppdaget, lurte noen eksperter på om uladede partikler overholder Lorentz-prinsippet. Forskerne lurte på om en mystisk styrke kalt Lorentz-brudd kunne få disse gjenstandene til å endre deres oppførsel, og tilbakevist Einsteins teorier.
Forholdet mellom sannsynlighetene for overgangen mellom vertikale nøytrinoer til horisontal i IceCube / IceCube Collaboration Observatory.
I en ny studie publisert i tidsskriftet Nature Physics, har forskere ved Massachusetts Institute of Technology i Cambridge og IceCube Collaboration på Amundsen-Scott stasjon på Sydpolen funnet at til og med nøytrinoer overholder relativitetsteorien.
Etter å ha analysert dataene som ble samlet inn over to år av IceCube neutrino detektor, med en vekt på en gigaton, konkluderte forskerne med at det ikke ble funnet noen avvik som indikerer at nøytrinoer ser bort fra Einsteins lover.
"Vi så etter Lorentz-krenkende avvik, men vi kunne ikke finne," sier hovedforfatter, professor i fysikk ved MIT. "Dette lukker boka for muligheten for brudd på Lorentz for et antall høye energi-nøytrinoer i veldig lang tid."
Salgsfremmende video:
Ved å følge Lorentz-prinsippet kan forskere forutsi i hvilken grad nøytrinoer av en gitt masse vil svinge. Dette betyr at en nøytrino må reise bestemte avstander før den blir en muon. Ethvert avvik fra dette prinsippet ville være nok til å snu Einsteins relativitetsteori, i det minste på nøytrinnivå.
Imidlertid ble både denne studien og dens resultater enestående funn i vitenskapens verden, siden forskerne for første gang hadde mulighet til å studere nøytrinoer med høy energi på jorden. Og hvis Lorentz-bruddet fant sted, ville det veldig lett bli oppdaget ved så høye energier.
"Vi var i stand til å definere grensene for dette hypotetiske feltet, som er mye, mye mer nøyaktig enn alle de tidligere," sier Konrad.
Vladimir Mirny
