Alle idi di marzo del 2012 A.D. Carlo Ereditato, direttore scientifico dell’esperimento Opera, condotto tra il CERN di Ginevra e i laboratori sotterranei del Gran Sasso, decide di dimettersi a seguito delle polemiche scaturite dalla divulgazione della scoperta di neutrini superluminali, successivamente smentita dalla scoperta di errori sistematici di misurazione causati da difetti meccanici delle strumentazioni.
L’analogo esperimento ICARUS, condotto dal premio Nobel Carlo Rubbia, ha “rivisto al ribasso” il vantaggio (presunto) dei neutrini sulla luce passando da circa 60 ns a 0,3 ns +- 4ns +- 9ns di incertezza sulla misurazione del “tempo di volo” (1 ns = 1 nano secondo = 10^-9 sec).
La dichiarazione ufficiale del portavoce di ICARUS è stata : “La velocità dei neutrini è compatibile con quella della luce”.
Marius chiede, comunque, che a Ereditato si conceda l’onore delle armi.
Cosa vuol dire, infatti, “La velocità dei neutrini è compatibile con quella della luce” ?
E’ maggiore, uguale, inferiore ?
La massa a riposo del neutrino è stimata attorno agli 0,05 eV/c^2. La Relatività Speciale impedisce a qualsiasi particella massiva di eguagliare la velocità della luce nel vuoto. La massa/energia (E = mc^2) “a riposo” di una particella massiva accelerata, infatti, aumenta secondo il fattore di Lorenz che, al tendere della velocità della particella u a quella della luce c, diverge, tendendo asintoticamente all’infinito.
Essendo stato misurato uno scarto temporale avente ordine di grandezza pari al miliardesimo di secondo (10^-9 sec) su un “tempo di volo” avente ordine di grandezza pari ai millesimi di secondo, il tempo di volo dovrebbe essere stato misurato con una precisione spinta almeno fino alla nona cifra dopo la virgola (0,00x.xxx.xxx sec).
Purtroppo, pero’, con le attuali tecnologie disponibili (triangolazioni satellitari GPS), la misurazione delle distanze ha, invece, una precisione incommensurabilmente inferiore (al piu’ una ventina di cm). Poiche', pero’, lo scarto sul tempo di volo a vantaggio dei neutrini è stato valutato per una parte su un miliardo, il rapporto tra i valori quadrati della velocità dei neutrini u e della luce c (il fattore beta che compare al denominatore della formula che esprime il fattore di Lorenz), andrebbe fatto esprimendo le due velocità almeno in nano metri su nano secondi, ossia con nove cifre decimali dopo la virgola, in maniera da ottenere l’effettivo valore della massa/energia relativistica (o “apparente”) dei neutrini e, soprattutto, delle particelle cariche che li hanno generati.
Lo scarto temporale di ICARUS di “soli” 0,3 ns +- 4ns +- 9ns (peraltro ancora “a favore” dei neutrini), lascia ancora una grossa alea di incertezza su quanto i neutrini si siano avvicinati alla velocità della luce (volendo lasciare “intonsa” la RS che impone che tale velocità sia comunque inferiore).
La questione non è di “lana caprina”, ma di merito.
Se i neutrini, infatti, avessero una velocità molto prossima a quella della luce avrebbero una massa apparente tendente rapidamente a divergere, essendo la curva del fattore di Lorenz ripidissima per valori del rapporto u^2/c^2 tendenti all’unità.
Costruendo la curva del fattore di Lorenz per punti si osserva che, posto ad esempio c = 300.000.000,000.000.000 m/sec e u = 299.999.999,000 m/sec, gamma vale 387.298,310 che moltiplicato per la massa a riposo stimata del neutrino vale 19.364,916 eV/c^2. Per u = 299.999.999,999.990.000, m = 193.404,531 eV/c^2. Per u = 299.999.999,999.000, m = 607.575 eV/c^2 e cosi’ via.
Di quanto, allora, una particella elementare massiva accelerata puo' anche solo avvicinarsi alla velocità della luce senza che la sua massa/energia relativistica aumenti in maniera incompatibile con le leggi fisiche note ?
I neutrini vengono prodotti accelerando in un ciclotrone, tramite campi magnetici, fasci di protoni che, impattando contro bersagli fissi, generano fasci di pioni che “decadono” in muoni. Questi e, successivamente, i loro “prodotti di decadimento”, ossia i neutrini, vengono in seguito indirizzati, con opportuna inclinazione (circa 3,26 °), che tiene conto della curvatura della superficie terrestre, verso i rilevatori posti a 730 km di distanza. Se, quindi, ai neutrini viene impressa un’accelerazione tale da eguagliare (quasi) la velocità della luce, i protoni che li hanno generati e i successivi prodotti di reazione (pioni e muoni carichi) dovrebbero emettere radiazione di sincrotrone.
Nulla di tutto cio’.
Riassumendo :
1. Particelle massive viaggiano a velocità molto prossime a quelle della luce ma, seppur di poco, inferiore.
2. Le stesse particelle, fino a prova contraria, vengono rilevate prima di quando sarebbe stato rilevato un fascio di fotoni lungo lo stesso (?) percorso teorico nel vuoto.
3. La velocità dei neutrini non puo’, comunque essere stata troppo prossima alla velocità della luce perche’ i valori teorici delle masse apparenti delle particelle che li generano sarebbero superiori a quelli rilevati sperimentalmente.
E allora ?
La MT fornisce una possibile spiegazione.
Stefano Gusman
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Ciao Marius,
RispondiEliminal'unica cosa sicura oggi è che sotto il Gran Sasso c'è un nido di vipere. A me è dispiaciuto che il prof Ereditato si sia dimesso, l'idea di precisare la velocità dei neutrini è comunque interessante. Tu però non lasciarci sulle spine con la spiegazione con la MT.
Gaetano, non mi sognerei mai di toglierti il sonno :-)
RispondiEliminaLa risposta di Marius è nel ? del punto n. 2.
Se i neutrini viaggiano a velocità inferiore a quella della luce, ma vengono rilevati prima di quando si ritiene sarebbero stati rilevati i fotoni sullo stesso percorso teorico, tu cosa ne dedurresti ?
R. ..a me sembra che il principio di causalità sembra andato a farsi benedire. Se per il fotone vale la solita sequenza causale "2-strokes" causa => effetto per il "neutrino della Gelmini" esisterebbe una diversa inaudita sequenza causale in "3-strokes" cioè premonizione => causa => effetto. Per la fisica convenzionale "modello standard" che non prevede il 3° stroke quindi o la premonizione del neutrino in realtà và associata ad un'altra particella sconosciuta associata al "neutrino della Gelmini" (Tachione?) oppure esiste un gap temporale tra arrivo alla meta del fotone e la sua rilevazione.
EliminaSe è vera questa ipotesi allora per salvare la RG bisogna ammettere che c non è 290.000 Km/sec ma è ben superiore, anzi c diventa un fattore parametrico universale legato alla reale condizione del vuoto che noi consideriamo erroneamente vuoto e bisogna relativizzare anche il c.d. indice di rifrazione del vuoto proprio perchè non è più ovviamente tale.
Mi trovi perfettamente d'accordo :-)
RispondiEliminaQuanto al nesso di causalità tra gli eventi, beh, oltre agli esperimenti di Aspect pare ci possano essere applicazioni pratiche alle famose interazioni "istantanee" a distanza tra enti quantistici :
http://daily.wired.it/news/scienza/2012/04/13/una-password-fotonica-per-i-network-quantistici-34588.html
http://www.maximumpc.com/article/news/scientists_create_first_working_long-distance_quantum_network_prototype
Questo significa, per me, che il vuoto cui tu giustamente attribuisci caratteristiche fisiche, molto probabilmente va anche de temporizzato perchè possa costituire la matrice "pilota" di questi eventi entangled per mezzo della quale ad ogni azione su un elemento di una coppia correlata corrisponde una reazione istantanea a distanza complementare sull'altro. Cosi' faremmo a meno dei tachioni che hanno massa apparente immaginaria....Il tunnel Gelmini costa molto meno in termini logici :-)
Se ho ben capito sia l'entanglement quantistico che la forza di gravitazione condividono una proprietà : si esprimono a distanze elevatissime ed in modo istantaneo.
RispondiEliminaSignor Gusman , se è vero che la gravitazione è collegata alla geometria, è possibile che anche l' entanglement quantistico sia un elemento legato alla geometria?
O semplicemente prendono lo stesso treno?
Cordialmente.
A dire il vero, Giacomo, nella MT la gravità è una forza che agisce come la spinta di un fluido sulla superficie di una massa che vi sia immersa e quindi, come un'onda di pressione, si propaga con una certa velocità, ma non istantaneamente..Soprattutto la gravità non ha niente a che fare con la geometria dello spazio - tempo, come invece avviene in RG. Al contrario, la geometria dello spazio (non dello spazio - tempo) è', probabilmente, strettamente correlata all'entanglement.....Se parliamo, per esempio, di frattali potremmo supporre che una struttura solida cristallina sia invariante rispetto alle sterodisposizioni quantistiche delle particelle correlate che compongono la struttura stessa solo se le indeterminazioni delle posizioni di tali particelle mantengono una complementarieta' probabilistica a distanza. In parole povere se al momento della formazione di un diamante due spin elettronici di atomi di Carbonio sono correlati, per il principio di esclusione di Pauli, come - e + essi manterrebbero tale correlazione anche quando i nuclei degli atomi di carbonio raggiungono la loro configurazione relativa tetraedrica definitiva, e se per avventura uno viene osservato come +, l'altro, con certezza, sarà osservato come -.
RispondiEliminaMatematicamente cio' viene espresso dal fatto che la funzione d'onda psi (densità di probabilita') che compare nell'equazione di Srhoedinger) è stazionaria, cioe' e' indipendente dal tempo. Il problema è che due elettroni entangled + e - nella configurazione stabile di un atomo di Carbonio potrebbero non esserlo nella configurazione in cui si attivano i legami covalenti per formare il reticolo del diamante, nel senso che lo spin + di uno dei due elettroni condivisi nel legame covalente potrebbe non essere piu' compatibile con lo spin dell'altro elettrone in quel tipo di steroconfigurazione tetraedrica..Matematicamente cio' significa che abbiamo una diversa funzione d'onda psi che descrive quella configurazione...Ma che ne è del primo entanglement ?
Probabilmente, un po' come avviene nei meccanismi cilindrici delle serrature doppie nei telai delle porte di sicurezza, girando una chiave in un senso, l'altra istantaneamente (in realtà non istantaneamente perchè c'è il tempo di trasmissione della forza nel meccanismo) gira nell'altro e un po' tutta la configurazione del telaio cambia per adattarsi alla nuova disposizione dei cilindri...
Giacomo, nella speranza di non averle fatto venire il mal di testa la saluto cordialmente :-)
Signor Gusman grazie davvero per la risposta.
RispondiEliminaNon posso che rammaricarmi per il ritardo della mia replica dovuto in parte a mancanza di idee ed in parte a impegni familiari.
Ho avuto il tempo necessario per valutare un replica che spero, di "spessore" :)
Questa "forza che agisce come un fluido" secondo me è l' entropia.
Quando l' entropia vince le forze di coesione e si ha la "separazione" cioé la comparsa della distanza " r "; indispensabile per la misura della forza attrattiva connessa.
Ma l' entanglement quantistico ci dice anche che i corpi "sembrano" allontanarsi e quindi "sembrerebbe" che in natura: "r" sia sempre zero , [ r=0=K ]. Quest' ultima cosa penso non faccia altro che rafforzare il principio di equivalenza dei sistemi inerziali...
"i sistemi inerziali sono equivalenti perché sempre equidistanti ( r=k=0)". Ora....
1)La relatività generale è giusta perché poggia sull' entanglement quantistico?
Se fosse... l' intreccio quantistico dovrebbe coinvolgere proprio "tutte" le particelle, osservate e non ; il che non è impossibile.
Per quanto riguarda la fine degli elettroni entangled nel momento della formazione dei legami della stereoconfigurazione tetraedrica di un Diamante, bisogna ricordarsi che i nuclei atomici sono normalmente degli emettitori di fotoni gamma, e quindi non è da escludere che sia il nucleo atomico stesso a restituire istantaneamente "fidelizzazione quantistica" a due elettroni, cioé con un meccanismo molto simile a quello utilizzato in laboratorio nelle ricerche sull' entanglement.
Signor Gusman grazie ancora per la sua replica, anche se Le ho risposto io continuo a rileggerla. Spero anche in un nuovo articolo sulla MT molto presto. Cordiali saluti.
Giacomo, in effetti penso che un sistema di riferimento inerziale assoluto debba necessariamente esistere e che l'entropia ne sia una manifestazione "emergente". L'entanglement e' un fenoemno che io correlo alla a - temporalità di questo sistema di riferimento assoluto (una sorta di "etere" stazionario). La mia capacità di "astrazione", poi, si ferma qui e lascia spazio a ipotesi e congetture che hanno peso "scientifico" nullo.
RispondiEliminaMi domanda se la RG è giusta ? Certo che lo è, nel suo ambito che è quello di descrivere geometricamente il comportamento cinematico relativo di massa ed energia in sistemi non inerziali...L'entanglement ha, probabilmente, un ruolo fondamentale nell'attivare istantaneamente i fenomeni gravitazionali e termodinamici da un capo all'altro dell'universo ma, attenzione, gli effetti di tale "attivazione" hanno una velocità finita rispetto al sistema di riferimento inerziale assoluto.
Un cordiale saluto e a risentirci presto.