Наивысшие скорости

До недавнего времени считалось, что предельной скоростью распространения любых физических взаимодействий является скорость света. Выше скорости перемещения, равной 299 792 458 м/с, с какой распространяется свет в вакууме, по мнению специалистов, в природе не должно быть. Это вытекает из теории относительности Эйнштейна. Правда, в последнее время все чаще стали заявлять многие престижные научные центры о существовании в мировом пространстве сверхсветовых движений. Впервые сверхсветовые данные удалось получить американским астрофизикам Р. Уолкеру и Дж. М. Бенсону в 1987 году. При наблюдении за радиоисточником ЗС 120, расположенным на значительном расстоянии от ядра Галактики, эти исследователи зафиксировали скорости перемещения отдельных элементов радиоструктуры, превышающие скорость света. Тщательный анализ комбинированной радиокарты источника ЗС 120 дал значение линейной скорости 3,7±1,2 от скорости света. Большими значениями скоростей движения ученые еще не оперировали.

При этом известно, что любая энергия имеет массу.

один и тот же кусок железа при температуре 0 градусов будет имет массу (в данном случае, можно сказать «вес») меньшую, чем тот же кусок при температуре в 500 градусов. Разница масс возникнет из-за разницы тепловой энергии, накопившейся в данном куске железа.

нематериальные объекты (например, фаза колебаний в волне или световой зайчик) могут иметь сколь угодно большую скорость

В современной физике считается хорошо обоснованным утверждение, что причинное воздействие не может переноситься со скоростью, большей скорости света в вакууме (в том числе посредством переноса такого воздействия каким-либо физическим телом).
Хотя в принципе движение каких-то объектов со скоростью, большей скорости света в вакууме, вполне возможно, однако это могут быть, с современной точки зрения, только такие объекты, которые не могут быть использованы для переноса информации с их движением (например — солнечный зайчик в принципе может двигаться по стене со скоростью большей скорости света, но никак не может быть использован для передачи информации с такой скоростью от одной точки стены к другой). (Подробнее см. Сверхсветовое движение, также соответствующий раздел данной статьи ниже)

Есть тока релятивистская физика

Современная физика исходит из того, что ни один объект масштаба одного атома и более не может двигаться быстрее скорости света, так как это напрямую противоречит теории относительности. В случае достижения скорости света объект должен будет преобразовать всю свою массу в энергию, и как материальная сущность прекратить свое существование. Впрочем, в субатомном мире явления, когда частицы движутся быстрее скорости света, в теории возможны, но на практике их до сих пор не удавалось обнаружить.

Перемещение зайчика по гигантской стене от точки А до точки B со сверхсветовой скоростью не передаёт никакой информации из точки А в точку B

Субатомными частицами являются атомные составляющие: электрон, нейтрон и протон. Протон и нейтрон в свою очередь состоят из кварков.

из чего состоят кварки? (см. Преоны)

Впрочем, история с адронами и кварками, а также симметрия между кварками и лептонами, наводит на подозрение, что кварки могут сами состоять из чего-то более простого. Рабочее название для гипотетических частиц-составляющих кварков — преоны. С точки зрения данных экспериментов, до сих пор никаких подозрений на неточечную структуру кварков не возникало. Однако попытки построить такие теории делаются независимо от экспериментов. Серьёзных успехов в этом направлении пока нет.

Другой подход состоит в построении теории Великого объединения. Польза от такой теории была бы не только в объединении сильного и электрослабого взаимодействий, но и в едином описании лептонов и кварков. Несмотря на активные усилия, построить такую теорию также пока не удалось.

Международная исследовательская группа опубликовала в четверг результаты экспериментов, согласно которым элементарные частицы нейтрино могут двигаться со скоростью, превышающей скорость света, сообщает Радио Свобода.

Если это открытие подтвердится, физику ждет пересмотр фундаментальных принципов, поскольку скорость света со времен Эйнштейна считается предельной для вселенной.

Исследовательская группа Европейского центра ядерных исследований (CERN) отправляла луч нейтрино из ускорителя частиц, расположенного в лаборатории близ Женевы, коллегам из итальянской лаборатории. Частицы достигали Италии на 60 наносекунд быстрее, чем если бы они двигались со скоростью света.

Группа повторила эксперимент 15 тысяч раз, то есть достигла статистического уровня значимости, необходимого, чтобы рассматривать данные как открытие.

Результаты опубликованы в Интернете, с тем, чтобы физики по всему миру помогли отыскать возможные ошибки при проведении эксперимента.

Русская служба Би-би-си побеседовала о результатах эксперимента с Рубеном Саакяном, профессором физики Университетского колледжа Лондона.

Би-би-си: Вы работали в лаборатории Гран-Сассо, и, вероятно, хорошо знакомы с экспериментом «Опера».

Рубен Саакян: Я покинул лабораторию Гран-Сассо больше 10 лет назад, когда «Опера» только строилась. «Опера» – это эксперимент, который занимается поиском такого явления, как нейтринные осцилляций, то есть превращения одного типа нейтрино в другой.

Нейтрино – это фундаментальные частицы, так называемые кирпичики мироздания. У них есть ряд интересных свойств, в том числе превращение из одного типа в другой. «Опера» предназначена для того, чтобы изучать эту проблему.

Тот результат (данные, что нейтрино двигаются со скоростью, превышающей скорость света) был побочным продуктом эксперимента, который они делали.

Би-би-си: Убедительны ли представленные учеными результаты?

Р.С.: Опубликованные результаты выглядят убедительно. В экспериментальной науке существует численная мера доверия к результату, то есть ваше измерение должно превышать погрешность измерения по крайней мере в пять раз. А у них оно превышает в шесть раз.

С другой стороны, это сложное измерение, в нем много элементов, и на каждом этапе существует много способов сделать его неправильно. И поэтому нужно воспринимать его со здоровым скептицизмом. К чести авторов, они не интерпретируют результат, а просто констатируют данные, полученные в ходе эксперимента.

Би-би-си: Как отреагировало мировое научное сообщество на эти данные?

Р.С.: Мировое сообщество отреагировало со здоровым скептицизмом и даже консерватизмом. Ведь это серьезный эксперимент, а не популистское заявление.

Последствия, если будет доказанная истинность этих данных, слишком серьезны, чтобы их легко воспринимать.

Изменятся наши фундаментальные представления о мире. Теперь люди будут ждать дальнейших публикаций систематических ошибок эксперимента и, самое главное, данных независимых экспериментов.

Би-би-си: Каких например?

Р.С.: Существует американский эксперимент «Минус», который может это измерение подтвердить. Он очень похож на «Оперу». На ускорителе производится пучок нейтрино, потом посылается на 730 километров и измеряется в подземной лаборатории. Суть измерения проста: вы знаете время между вашим источником и вашим детектором, вы меряете время, за которое он пришел, и таким образом определяете скорость.

Дьявол в деталях. «Минус» уже четыре года назад произвел похожее измерение, но тогда у них та величина, которую они измерили, и погрешность были соизмеримы друг с другом. Их ключевая проблема заключалась в том, что у них не было точного расстояния.

730 километров между источником и детектором сложно измерить с абсолютной точностью, а «Опера» недавно сумела геодезическими методами измерить это расстояние вплоть до 20 сантиметров. «Минус» будет стараться сделать то же самое и тогда сможет проверить данные этого эксперимента.

Би-би-си: Если результат эксперимента подтвердится, как это повлияет на традиционные представления о мире?

Р.С.: Если это подтвердится, то результат будет серьезный. Сейчас существуют две теории, которые объясняют с научной точки зрения весь мир, который нас окружает: квантовая теория микромира и теория относительности Эйнштейна.

Результат эксперимента (нейтрино двигаются со скоростью, превышающей скорость света) напрямую противоречат теории относительности Эйнштейна, которая утверждает, что в любой точке отсчета скорость света постоянна и ничто не может обогнать скорость света.

Существует огромное количество головокружительных последствий, в частности, возможность путешествия во времени (для частиц).

удалось зафиксировать непонятное явление, которое, в случае его подтверждения

Группа повторила эксперимент 15 тысяч раз, то есть достигла статистического уровня значимости, необходимого, чтобы рассматривать данные как открытие.

So the conclusion? There is none really. This is just a fun post of wild speculation, not to be taken too seriously. So let’s wait for more information and in the meantime we can finish on a joke:

So the neutrino leaves.
The barista replies “We don’t serve faster than light particles here at Gran Sasso”
A neutrino passes through a coffeeshop and asks the barista for “An espresso, and make it quick!”