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Neutrinos überlichtschnell???

Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs. eine einführende Artikelserie in das Thema
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Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Frank » 23. Sep 2011, 14:44

http://www.spiegel.de/

Die wohl wichtigsté Meldung des Jahres und hier steht noch nichts?

Meine Frage an die Experten:Wie seriös ist diese Meldung und welche Folgen hätte es für die Physik?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

positronium
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von positronium » 23. Sep 2011, 15:13

Soeben kam etwas darüber im Fernsehen und wollte auch gerade fragen.
Interessant ist ja vor allem, dass die das trotz Masse schaffen könnten.

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Frank » 23. Sep 2011, 15:54

Wenn das wirklich mit Masse geht,dann ist das die erste wirkliche Sensation im jungen 21.Jahrhundert
Mit freundlichen Grüßen

Frank

positronium
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von positronium » 23. Sep 2011, 16:40

Gonzo hat geschrieben:Wenn das wirklich mit Masse geht,dann ist das die erste wirkliche Sensation im jungen 21.Jahrhundert
Ja. Die gemessene Überschreitung ist aber nur extrem gering. Irgendwo habe ich allerdings einmal gelesen, dass so ein kleines Überschreiten von c nach der LQG möglich sein soll. Ich weiss aber nicht, wovon ich schreibe. :wink:

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von tomS » 23. Sep 2011, 17:07

Gonzo hat geschrieben:Die wohl wichtigsté Meldung des Jahres und hier steht noch nichts?
Weil ich mein Geld leider anders verdienen muss ...

Hier die Orginalveröffentlichung:

http://arxiv.org/abs/1109.4897
Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam
The OPERA neutrino experiment at the underground Gran Sasso Laboratory has measured the velocity of neutrinos from the CERN CNGS beam over a baseline of about 730 km with much higher accuracy than previous studies conducted with accelerator neutrinos. The measurement is based on high-statistics data taken by OPERA in the years 2009, 2010 and 2011. Dedicated upgrades of the CNGS timing system and of the OPERA detector, as well as a high precision geodesy campaign for the measurement of the neutrino baseline, allowed reaching comparable systematic and statistical accuracies. An early arrival time of CNGS muon neutrinos with respect to the one computed assuming the speed of light in vacuum of (60.7 \pm 6.9 (stat.) \pm 7.4 (sys.)) ns was measured. This anomaly corresponds to a relative difference of the muon neutrino velocity with respect to the speed of light (v-c)/c = (2.48 \pm 0.28 (stat.) \pm 0.30 (sys.)) \times 10-5.

Ich kann zum Experiment und der Datenauswertung bzw. den statistischen Methoden nichts sagen.

Aber das klingt nicht nach Effekthascherei, also keinesfalls nach einer vorschnellen Veröffentlichung. Ich denke eher, alle sind etwas ratlos - die Experimentalphysiker, weil sie ihren eigenen Messungen wohl doch nicht wirklich glauben können - die Theoretiker, weil soweit mir bekannt ist zwar hunerte von Theorien jenseits des Standardmodells erdacht und untersucht wurden, aber keinesfalls mit derartigen Konsequenzen gerehcnet wurde; btw.: auch sogenannte Tachyonen können das Ergebnis nicht erklären, da sich diese völlig anders verhaten würden, insbs. wären sie immer überlichtschnell. Man darf gespannt sein ...
Gruß
Tom

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von seeker » 23. Sep 2011, 18:03

Hier der genaue Link:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natu ... 72,00.html
Ich hatte das heute Mittag auch erst gelesen. Was wollt ihr? Die Meldung ist von heute - wir sind aktuell!

Ja, abwarten, ob sich das am Fermilab bestätigt. Im Moment kann man noch nichts sagen. Es kann viele Erkärungen geben (incl. Fehler im Versuchsaufbau).

Grüße
seeker
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Frank » 23. Sep 2011, 18:13

seeker hat geschrieben:Hier der genaue Link:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natu ... 72,00.html
Ich hatte das heute Mittag auch erst gelesen. Was wollt ihr? Die Meldung ist von heute - wir sind aktuell!

Ja, abwarten, ob sich das am Fermilab bestätigt. Im Moment kann man noch nichts sagen. Es kann viele Erkärungen geben (incl. Fehler im Versuchsaufbau).

Grüße
seeker
Hallo??
Ich wollte keinem zu Nahe treten.Ich war blos so aufgeregt und das Internet ist ja auch voll davon.

Die haben doch selbst schon ein halbes Jahr gesucht(nach Fehlern).Glaubt ihr das andere Wissenschaftler da noch eine Fehlerquelle finden?
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Pippen » 23. Sep 2011, 18:21

1. Kann jmd. mal in groben Linien aufzeigen, was es für Konsequenzen hätte, wenn es Teilchen gäbe, die schneller als das Licht wären? ME würde sich da doch nicht sooo viel ändern als wenn man zB feststellen würde, das Licht selbst unterschiedlich schnell sein kann.

2. Ich wäre da i.Ü. sehr an einem Langzeitexperiment interessiert, wo man Lichtteilchen in einer dem CERN ähnlichen Röhre über Jahre fliegen läßt und untersucht, um festzustellen, ob sie wirklich jahrelang!!! mit c da rumfliegen. ME sind die Physiker da viel zu leichtgläubig. Jede Intuition widerspricht der Theorie, dass bestimmte Materie immer und überall und für alle Zeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit (c) unterwegs sein soll....

positronium
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von positronium » 23. Sep 2011, 18:41

Pippen hat geschrieben:1. Kann jmd. mal in groben Linien aufzeigen, was es für Konsequenzen hätte, wenn es Teilchen gäbe, die schneller als das Licht wären? ME würde sich da doch nicht sooo viel ändern als wenn man zB feststellen würde, das Licht selbst unterschiedlich schnell sein kann.
Kann ich zwar nicht, aber es ist doch so, dass Masse Materie dazu bringt, nicht so leicht beschleunigt zu werden. Also, je mehr Masse, desto schwerer zu beschleunigen und je weniger Masse desto leichter. Das führt dazu, dass im Grenzfall von keiner Masse gar nichts mehr zu beschleunigen ist, sondern dass sich diese Teilchen mit maximaler Geschwindigkeit bewegen. Aber wie kann dann etwas schneller sein... Dann müsste man doch zu dem Schluss kommen, dass Photonen massebehaftet sind, und damit wäre deren Geschwindigkeit nicht konstant.
Pippen hat geschrieben:2. Ich wäre da i.Ü. sehr an einem Langzeitexperiment interessiert, wo man Lichtteilchen in einer dem CERN ähnlichen Röhre über Jahre fliegen läßt und untersucht, um festzustellen, ob sie wirklich jahrelang!!! mit c da rumfliegen.
Ich glaube, das geht nicht. Würde man die Geschwindigkeit messen, wäre das Photon vernichtet, und man müsste ein neues, frisches :) weiter schicken.
Pippen hat geschrieben:Jede Intuition widerspricht der Theorie, dass bestimmte Materie immer und überall und für alle Zeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit (c) unterwegs sein soll....
Das sehe ich anders. Für ein Photon, das keine Materie ist, muss das angesichts der fehlenden Masse anders sein. Ich glaube, dass wenn sich die Ergebnisse bestätigen sollten, man etwas völlig neues vor sich hat, das etliches in Frage stellt.

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von gravi » 23. Sep 2011, 19:35

Ich halte das für einen physikalischen Quatsch.
Die Veröffentlichung war sicher etwas voreilig. Wetten, dass in ein paar Wochen niemand mehr darüber spricht?
Oder es verläuft die Diskussion wie beim Experiment von Prof. Nimtz, der ja sogar -zigache Lichtgeschwindigkeit erreicht haben will.

Mit solchem Meldungen gehe ich stets sehr vorsichtig um. Ich las sogar schon mal von einer ernsthaft gemessenen Rotverschiebung einer Galaxie von z= 15... hab nie wieder davon gehört.
Also, abwarten und Tee trinken (Kaffee oder ein Glas guter Roter geht natürlich auch :beer: ).

Gruß
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von tomS » 23. Sep 2011, 20:29

Pippen hat geschrieben:1. Kann jmd. mal in groben Linien aufzeigen, was es für Konsequenzen hätte, wenn es Teilchen gäbe, die schneller als das Licht wären? ME würde sich da doch nicht sooo viel ändern als wenn man zB feststellen würde, das Licht selbst unterschiedlich schnell sein kann.
Licht ist Vakuum immer gleich schnell.

Wenn sich das bestätigen würde hätte - denke ich - momentan niemand auch nur den Hauch einer Ahnung für eine Erklärung. Es wäre eine absolute Sensation - sowie auch eine mittlere Katastrophe ...
Gruß
Tom

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Skeltek » 23. Sep 2011, 22:55

Komisch, ich hatte genau dazu gestern etwas geschrieben im Zusammenhang mit Dispersion, Überlichtgeschwindigkeit und dem Casimireffekt bevor mein Handyakku alle war.

Würde v>c nicht im Widerspruch stehen zur Gleichberechtigung aller Bezugssysteme? Bei den Tachyonen soll es ja so sein, daß sie, wenn man ihnen hinterherfliegt(Reduzierung der kin. Energie), schneller werden? (soll jetzt mal provozieren)

Würden überlichtschnelle Teilchen nicht die RT und Raumgeometriebetrachtungen bei z.B. SLs völlig zur Phänomenologie degradieren?
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von belgariath » 24. Sep 2011, 19:26

positronium hat geschrieben: [...] Dann müsste man doch zu dem Schluss kommen, dass Photonen massebehaftet sind, und damit wäre deren Geschwindigkeit nicht konstant. [...]
Photonen haben ja auch eine bestimmte Masse, nur eben keine Ruhemasse. Die Masse von Photonen beträgt (h * f) /c[up]2[/up]
Pippen hat geschrieben:1. Kann jmd. mal in groben Linien aufzeigen, was es für Konsequenzen hätte, wenn es Teilchen gäbe, die schneller als das Licht wären? [...]
Das würde ich auch gerne genauer wissen!
Mir fällt dazu z. B. ein, dass Teilchen, welche eine von Null verschiedene Ruhemasse haben und eine Geschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit haben, eine imaginäre Masse haben. Das folgt aus m = m[down]0[/down] / sqrt[1 - v[up]2[/up] / c[up]2[/up]] Das stellt ein Problem da, denn was soll eine imaginäre Masse denn sein.
Außerdem müssten diese Teilchen immer schneller als c sein, denn die Grenze v = c kann nicht über- oder unterschritten werden, da je näher v dem Wert c kommt immer mehr Energie aufgewendet werden muss um das Teilchen zu beschleunigen bzw. abzubremsen.
Irgendwie kann man auch zeigen dass sich solche Teilchen rückwärts in der Zeit bewegen (das führt dann auf Tachyonen), nur weis ich leider nicht mehr wie. :(
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von positronium » 24. Sep 2011, 19:43

belgariath hat geschrieben:
positronium hat geschrieben: [...] Dann müsste man doch zu dem Schluss kommen, dass Photonen massebehaftet sind, und damit wäre deren Geschwindigkeit nicht konstant. [...]
Photonen haben ja auch eine bestimmte Masse, nur eben keine Ruhemasse. Die Masse von Photonen beträgt (h * f) /c[up]2[/up]
Die Ruhemasse meinte ich; man geht bei Neutrinos davon aus, dass diese eine besitzen. Das Massenäquivalent der Energie hat aber doch keine Auswirkung auf die Beschleunigung.

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Frank » 24. Sep 2011, 21:07

Hier mal viele Statements und Kommentare.Leider alle in Englisch.Allerdings funktioniert es mit dem Googleübersetzer ganz gut.
Leute mir raucht der Kopf........ ;?

http://arxiv.org/abs/1109.4897

Pressemitteilung

http://press.web.cern.ch/press/PressRel ... 9.11E.html

http://profmattstrassler.com/2011/09/23 ... neutrinos/


Hier mal eine Arbeit von 1985(!)Hier geht auch eine direkte Übersetzung

http://www.microsofttranslator.com/BV.a ... .150..431C


Eines Sensation wäre es,aber es gibt anscheinend noch sehr viele Fehlerquellen.
Ich hoffe ich darf dabei sein,wenn die Menschheit so was einschneidendes entdeckt.
Das wäre ein nächster großer Schritt.
Oder irre ich mich zwecks der Bedeutung :wn: :sp:

Lasst uns auch ein wenig abschweifen,was dies für Konsequenzen hätte.Rein wissenschaftlich an die Sache ran zu gehen ist ja mit Sicherheit der richtige Weg,aber das schwelgen in zukünftigen Szenarien darf auch nicht zu kurz kommen. :D
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von Gepakulix » 24. Sep 2011, 21:13

Wenn ich das Papier von Opera zum Versuchsaufbau durchlese, dann habe ich 2 Fragen:

Geodäsie Koordinaten:
"coordinates are transformed into the global geodesy reference frame ETRF2000"
Ich hatte gedacht, dass dieses Koordinatensystem die Deformierung der 0m Hoehe (Meeresspiegel) wegen Unhomogenitäten des lokalen Graviationsfeldes mitberuecksichtigt.
Somit würde ich erwarten, dass man mit diesem Koordinatensystem nicht den kuerzesten Weg zwischen 2 Punkten berechnen könnte.

3 verschiedene Bezugssysteme für die Gleichzeitigkeit.
Da die beiden Endpunkte des Messystems (CERN (Genf) und LNGS (Gran Sasso)) weit auseinander liegen (signifikanter Winkel Kreis-Segment) und der Erdrotation (~300m/sec) unterliegen ist ihre Begriff von Gleichzeitigkeit (RT) unterschiedlich.
Zudem bezieht sich das verwendete GPS auf ein 3tes Bezugssystem (welches in Ruhe ist zum Erdmittelpunkt).
Somit müsste man doch die Messung aus Sicht des unbeschleunigten Bezugssystem vom GPS machen. In diesem Falle müsste man doch berücksichtigen, dass sich das LNGS während der Flugdauer noch vom CERN entfernt.
(geht zwar in die falsche Richtung, müsste aber aus meiner Sicht trotzdem berücksichtig werden: etwa 1ns)

Gruss, Gepakulix

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von AlTheKingBundy » 25. Sep 2011, 08:26

Gruß Al

Die reinste Form des Wahnsinns ist es, alles beim Alten zu lassen und gleichzeitig zu hoffen, dass sich etwas ändert.

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von PeterM » 25. Sep 2011, 11:19

Was soll denn schon großartig passieren?

Newton ist nie ganz verschwunden. Einstein wird auch nie ganz verschwinden.

Was wohl geändert werden muss, ist unser Weltbild.

Die nächste Theorie die erforderlich ist, die wird einige Wissenschaftler in die Verzweiflung treiben.

Denke ich mal.

Schlimm wäre es, wenn man jetzt einen Fehler konstruiert, der keiner ist.

Schöne Grüße aus meiner Wahrnehmung. :lol:

Peter

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von seeker » 25. Sep 2011, 12:41

Nur mal eine Idee:
Was wäre denn, wenn das Licht im Vakuum nicht (ganz exakt) die maximale Grenzgeschwindigkeit erreichen würde, die nach der ART möglich ist?
Wie sieht es denn mit dem Brechungsindex des Vakuums aus? Ist er vielleicht doch nicht exakt 1?
Wie sieht es mit der Ruhemasse der Photonen aus? Ist sie womöglich doch nicht exakt 0?
Wie sicher können wir da sein?

Grüße
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von deltaxp » 26. Sep 2011, 11:56

erstmal abwarten und unabhängige verifikation dieses erstaunlichen ergebnisses durchführen am tevatron oder so (die würden sich sicherlich über eine verlängerung der strahllaufzeiten freuen).

die opera leute snd ja selber überrascht finden keine fehler. deswegen sind sie damit ja erstmal rausgegangen, damit andere (hoffentlich) fehler finden. auf dem ersten blick sieht es ziemlich solide aus, zumal die messmethode über die aufsumierten pdfs von protonen-extractions zeitverteilung und neutrino-event-zeitverteilung auf viele kalibrationen verzichten kann. die statistische sginifikanz ist 6 sigma. das ist deutlich. selbst wann man lalle von ihnen aufgeführten systematischen fehler als grösstfehler an, und nochmal 3 sigma statistiscen messfehler in einer richtung dazunimmt, was wirklich verdammt unwahrscheinlich ist, würden noch eta 20 ns von den 60 überbleiben.

wenn das also ein messartefakt ist, dann muss es eine versteckter eklatanter systematische fehler sein, ein offset, der vielleicht irgendwo in 20 jahre alter soft oder hardware steckt ist, was übersehen wurde, weil keiner aus der zeit mehr da ist und es niemand weiss. das kann durchaus sein, daher ja der aufuf für ein unabhängiges experiment.

ich wurde heute auch schon gefragt, was für konsequenzen das für hat. ich seh das ähnlich wie peter. ich hab gesagt, nun ja, die sonne ist heute früh auch noch aufgegangen, als ich das licht im bad angemacht habe, habe ich wie jeden morgen ein schreck bei meinem spiegelbild bekommen, mein computer auf arbeit geht auch noch. also praktisch ersmal nicht.

aber konzeptionell für alle modernen theorien hätte das natürlich nen einfluss. erste vorschläge aus dem bereich der stringtheorie gibs ja schon, mit ablkürzungen über die extra-dimensions, so dass es nur von uns aus schneller als licht erscheint. ... naaaaja.

ich bin erstmal skeptisch und warte weitere ergebnisse ab. die theoretiker werden schon ihren spass dran haben. wenn es sich bewahrheiten sollte, wäre es ein nächstes indiz mehr auf post-standard-modell-physik. insforn wäre das ja sogar was feines. die nadelstiche häufen sich so langsam. es ist schon ne spannende zeit. vielleicht erleben wir in den nächsten jahrzehnten wieder einen paradigmen-wechsel in der physik.

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von tomS » 26. Sep 2011, 12:07

deltaxp hat geschrieben:... erste vorschläge aus dem bereich der stringtheorie gibs ja schon, mit ablkürzungen über die extra-dimensions, ...
Gibt's da mehr als ein paar Spekulationen in diversen Blogs und Foren? Ernsthafte Artikel? Ich meine, dieStringtheorie kann ja viel "erklären", aber die Lorentzinvarianz war ihr immer heilig; und die Extradimensionen haben ja nun i.A. keine Geometrie, die Abkürzungen erlaubt.
Gruß
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von deltaxp » 26. Sep 2011, 17:39

ernsthafte erklärungen dazu gibs dazu wohl noch nicht, deshalb ja auch mein gedehntes naja. alles spekulativ ohne fundierten hintergrund. wär auch etwas früh. ich persönlich bin da sowiso noch sehr keptisch und vermute eher eine noch nicht rausgefunde systematische fehlerursache. wir werden sicherlich bald mehr dazu hören

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von tomS » 26. Sep 2011, 17:50

ich bin ebenso skeptisch wie du; hätte mich nur interessiert, ob die Stringtheoretiker schon wieder drei unterschiedliche gesicherte Erklärungen für keinen Effekt haben :-)
Gruß
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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von feyn137 » 27. Sep 2011, 03:39

Also ich bin bei dem ding vorsichtig optimistisch. Immerhin wurde das paper von über 170 wissenschaftlern gezeichnet, dabei doch einige die nen sehr gutes renomee in der fachwelt haben. Ausserdem hat man über 6 monate nach fehlern gesucht, weil man es einfach nicht glauben konnte. Das ergebnis ist also jetzt schon relativ gut abgesichert. Glaubt ihr das sich soviele wissenschaftler drum gekloppt hätten das paper mitzuzeichen wenn sie nicht wirklich voll daran glauben ? Ich habe ehrlich gesagt noch nie ein paper gesehen das von derart vielen leuten gezeichnet wurde, das will schon was heißen !
Meine ganz große hoffnung ist das das die relativitätstheorie verändert, und wir dadurch endlich weiterkommen bei der vereinigung von RT mit QM. Das währe ein riesending ! Auch ansonsten hat diese entdeckung großes potential bis hin zu dem bereits erwähnten paradigmenwechsel in der physik.
Eines steht fest, es beweiß mal wieder das sich die investition in CERN gelohnt hat, und dinge entdeckt wurden, die keiner für möglich gehalten hätte. Man muß eben doch einfach ausprobieren und kucken was passiert.
Es wurde allerdings auch dringend zeit das von der seite der praktiker neue denkanstöße kommen, denn ich habe das gefühl das sich die theoretiker langsam im kreis drehten und sich zu immer wilderen spekulationen verleiten liessen, da ihnen ansonsten die arbeit ausgegangen währe. Gut das ist jetzt übertireben, aber sie haben sich für meinen geschmack bereits viel zu sehr von der praxis entfernt gehabt. Also ist so eine neue sensation gerade richtig um die theoretiker wieder an etwas praxisnahem arbeiten zu lassen

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Re: Neutrinos überlichtschnell???

Beitrag von tomS » 27. Sep 2011, 07:08

Die Zahl der unterzeichnenden Wissenschaftler besagt hier relativ wenig; bei großen Experimenten ist es üblich, dass Veröffentlichungen einer Arbeitsgruppe von der gesamten Arbeitsgruppe unterzeichnet werden, d.h. vom Leiter über die involvierten Uniprofs und ihre Mitarbeiter bis zum Hiwi.
Gruß
Tom

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