Kasey-Dee Gardner plantea una preocupación común sobre el acelerador de partículas más grande del mundo:¿es peligroso? Mire este video para descubrir por qué la aceleración de partículas no va a acabar con la vida tal como la conocemos. En septiembre de 2011, los científicos del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, descubrieron algo desconcertante. Registraron un grupo de neutrinos disparados desde un acelerador de partículas que viajaba un poco demasiado rápido. Los neutrinos llegaron a su destino, a 724 kilómetros (450 millas) de distancia, 60 nanosegundos antes de lo que deberían. Sesenta nanosegundos no parece mucho, pero es un gran problema en este caso:los neutrinos deberían haber estado viajando a la velocidad de la luz.
¿Y sabes qué viaja más rápido que la velocidad de la luz? Nada. O eso creemos. Esa ha sido la piedra angular de la física desde 1905, cuando Albert Einstein escribió la teoría especial de la relatividad. Si esos neutrinos fueran realmente capaces de superar la velocidad de la luz, bueno, la teoría especial de la relatividad se iría por la ventana y tendríamos que volver a examinar las leyes de la física.
Los científicos publicaron sus hallazgos y alentaron a la comunidad científica a examinar, desafiar y probar o refutar los resultados. En febrero de 2012, descubrieron lo que salió mal:el sistema GPS utilizado para medir la velocidad de las partículas no estaba en la cima de su juego y no funcionaba bien. Un cable de fibra óptica suelto provocó el error de medición, pero el proceso por el que pasaron el CERN y la comunidad científica para verificar que su investigación es más interesante que el final decepcionante de una conexión suelta.
Realización de la prueba de neutrinos más rápidos que la luz
El experimento del CERN aceleró los neutrinos a la velocidad de la luz y los disparó desde Ginebra a un detector en el Laboratorio Nacional Gran Sasso de Italia, ubicado a 450 millas (724 kilómetros) de distancia. Según el sitio web del proyecto, el objetivo de OPERA (Proyecto de Oscilación con Aparato de Seguimiento de Emulsión) era detectar la aparición de neutrinos tau a partir de la oscilación de neutrinos muónicos. Cuando las partículas aceleradas aparentemente viajaban más rápido que la velocidad de la luz, el proyecto OPERA recibió mucha atención en los medios y la comunidad científica.
La mayoría de los científicos se mostraron apropiadamente escépticos. Después de todo, si estos neutrinos estuvieran realmente viajando más rápido que la velocidad de la luz, una teoría de principio de la física ya no sería confiable. Según un comunicado de prensa del CERN de septiembre de 2011, los científicos de OPERA pasaron varios meses cotejando sus experimentos y no encontraron anomalías instrumentales que pudieran explicar los resultados.
Usando sistemas GPS y relojes atómicos, el proyecto OPERA podría determinar la velocidad de sus neutrinos con una precisión de 10 nanosegundos o menos. La comunidad científica, naturalmente, decidió realizar sus propias pruebas. La reunión de febrero de 2012 de la AAAS, o la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, indicó que se estaban preparando cinco experimentos similares para probar las afirmaciones de OPERA, pero no eran completamente necesarios:el 23 de febrero de 2012, el CERN anunció que dos elementos de su sistema podrían haber causado las lecturas más rápidas que la luz.
Diagnóstico de lectura falsa más rápida que la luz
Teniendo en cuenta el tamaño y la cantidad de componentes altamente especializados que conforman el arsenal de investigación del CERN, no es realmente sorprendente que Sería difícil identificar un circuito de fibra óptica que funciona mal. A pesar de estudiar minuciosamente sus resultados durante meses antes de publicar las lecturas más rápidas que la luz del proyecto OPERA en septiembre de 2011, los científicos del CERN no detectaron la causa de las lecturas inexactas. Siguieron trabajando para verificar su experimento y en noviembre anunciaron que una nueva prueba confirmó la precisión de su medición de tiempo. Los resultados aún mostraron viajes más rápidos que la luz.
No dieron con el problema hasta febrero de 2012, cuando OPERA descubrió dos problemas potenciales con sus mediciones. Un oscilador utilizado para proporcionar marcas de tiempo de GPS podría haber estado sobreestimando el tiempo de viaje de los neutrinos. Si ese fuera el problema, podría significar que los neutrinos en realidad viajaban aún más rápido. El otro problema potencial significaba lo contrario:un cable óptico que llevaba señales de GPS al reloj maestro de OPERA podría haber funcionado mal, lo que provocaría que el sistema subestimara el tiempo de viaje de los neutrinos.
Con el cable óptico reparado, la ventaja de 60 nanosegundos sobre la velocidad de la luz desapareció, y todas las pruebas de neutrinos posteriores en el CERN coincidieron con la velocidad de la luz esperada. Los errores ocurren todo el tiempo en la comunidad científica, y son tratados exactamente como este fue:Pruebas, re-pruebas y estudios externos buscan confirmar un resultado. Los viajes más rápidos que la luz resultaron ser lo suficientemente importantes como para atraer mucha atención.
Nota del autor
El Gran Colisionador de Hadrones es tan genial que es fácil olvidar que el CERN es una gran organización científica que lleva a cabo todo tipo de experimentos que no involucran el choque de átomos entre sí. El experimento de los neutrinos más rápidos que la luz es un gran ejemplo:los resultados obtuvieron toneladas de publicidad porque no se necesita un cerebro para que la física comprenda que nada viaja más rápido que la velocidad de la luz. ¡Tampoco necesitas una mente para la física para comenzar a soñar con el potencial de ciencia ficción de los viajes más rápidos que la luz! Casi desearía que los hallazgos de OPERA se hubieran confirmado. ¿Qué tan genial hubiera sido eso?