Posted by: Aba Cohen | September 23, 2011

Neutrinos mais rápidos que a luz?

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(ver acima, perto da roda da bicicleta do Einstein)

—x—

Escrevo a respeito da notícia que vem alvoroçando o mundo científico nos dias correntes, que me foi repassada pela Ana Rita Araujo, ex-aluna nossa no curso Einstein no Terceiro Milênio e jornalista do  Boletim da UFMG, referente à observação de neutrinos supraluminais, ou seja que teriam velocidades superiores às da luz. As notícias dão conta de que os neutrinos foram detectados no observatório de Gran Sasso, instalado em uma mina de sal a grande profundidade, na Itália -após terem viajado desde Genebra (CERN), num percurso de 730 Km e chegando mais rápido do que um feixe de luz, que porventura tivesse sido disparado junto com aquelas partículas, seguindo por percurso de idêntica distância no vácuo. Devo alertar para o fato de os neutrinos terem seguido em linha “reta” atravessado montanhas até chegar à mina de sal. As aspas são explicadas mais adiante. Leia também a matéria divulgada online pela Nature em 22/09/11 – 5a feira

É importante afirmar que: (1) nós físicos estamos prontos a aceitar todos os fatos e as provas experimentais que puderem ser reproduzidas, depois de devidamente questionados todos os possíveis revezes; (2) Ao contrário que se afirma por aí, partículas supraluminais NÃO VIOLAM A TEORIA DA RELATIVIDADE ESPECIAL (TRE) uma vez que o que esta teoria demonstra é o fato de nenhum objeto material (portanto com massa real) poder atingir a velocidade “c”. Os táquions, com massas imaginárias são objetos de massa imaginária supraluminais e nada impede que possam ser detectados no mundo real. Este assunto será um entre dezenas de outros assuntos mágicos vistos no curso Einstein no Terceiro Milênio (ver na abertura desta página). Devemos enfatizar que a Física Moderna lida com diversas entidades imaginárias (exemplo as funçoes de onda materiais) que, operadas com outras igualmente imaginárias resultam em grandezas reais. Isto não é fantasia mas tão somente um recurso matemático de grande utilidade, capaz de dar conta de previsões observáveis maravilhosamente reais.

No caso da notícia apresentada acima, “seria uma descoberta de enorme impacto científico” — mas tão somente “se for verdade”. É claro que terá que ser submetida a diversas outras provas -conforme os próprios autores sugerem- e a consequencia disto implicará em o tempo poder rodar para trás… A grande discussão de causa e efeito ficaria assim invertida: seria o caso da bala sair antes do gatilho ser puxado, como se diz por aí…

Mas diversas possibilidades devem ser checadas: uma das primeiras -caso tenham sido utilizados apenas relógios devidamente sincronizados e calibrados relativisticamente às coordenadas do ponto de geração no CERN e o ponto de detecção na mina de Gran Sasso- é considerar o efeito gravitacional não só nos relógios mas também na trajetória “reta” dos neutrinos, seguindo na realidade uma curva geodésica relativistica penetrando “secante” à superfície da Terra  pelos 2 pontos indo da fonte até o destino, 730Km adiante (note que os neutrinos seguiriam nessa “linha reta” pois têm chances mínimas de serem barrados pela matéria). Certamente essas contas e considerações foram feitas mas, no caso de uso de relógios, há que se medir com grande precisão a distância – pelo visto os neutrinos avançaram ~20m além do que a luz andaria no mesmo tempo… mas um erro de avaliação dessa distância (geodésica) igual ou superior a 20m já jogaria por terra a hipótese do “mais rápido que a luz”. Caso viajem efetivamente mais rápido que a luz, as implicações teóricas terão grandes repercurssões científicas associadas à Teoria da Relatividade, SEM DERRUBÁ-LA,… mas estamos longe de comprovar isto.


Responses

  1. Esto é apenas o começo de uma nova física que ultrapassa a fisica de nosso mundo tridimensional. Essa partícula é apenas uma das inúmeras que serão descobertas. O limite da velocidade da luz é para o nosso mundo, um outro mundo começa a ser descoberto e infinitas possibilidades se abrem a partir dessa possibilidade. O universo é logo ali, nossa galáxia será pequena para nossas naves espaciais que descortinarão mundos sem conta e iremos participar da Federação das Galáxias, trocando idéias, conhecimentos e colonizando mundos diversos por aí afora. Que venha essa nova física..

    • Marco Antônio, vamos com calma. Concordo que há muito mais coisa que não conhecemos do que o somatório de tudo que já registramos. Este anuncio do grupo do CNRS/CERN ainda esta sendo pesquisado e os autores aguardam ansiosos por novos experimentos comprovando (ou não) a questão da velocidade maior que “c” – o fato em si (tempo menor para os neutrinos) aparentemente esta correto, a questao que se coloca é o caminho que os neutrinos seguiram para chegar antes – certamente nao foram guiados através de fibras opticas pois praticamente nao interagem com a materia. Não custa sonhar com a “Federacao das Galaxias: a Ficção cientifica as vezes antecipa muita ciencia, mas neste caso, posso estar errado, mas não pressinto grandes novidades.

  2. De acordo com Fritjof Capra, os neutrinos são resultantes da desintegração espontânea do neutron – o chamado “decaimento beta”.
    Envolve a transformação de um neutron em um próton, acompanhado da criação de um elétron e de um novo tipo de partícula desprovida de massa – o neutrino.
    Se o princípio da incerteza de Heisenberg for válido, como aferir o momento exato da criação de um neutrino e, a partir dai medir sua velocidade de propagação? Em outras palavras, qual seria a quantidade de testes necessários para afirmar estatisticamente uma velocidade “média” de propagação para essa partícula?
    Uma vez definida tal “velocidade média”, como comparar comportamentos desiguais?
    Os fótons e os neutrinos, ambos desprovidos de massa apresentam comportamentos diferentes em relação à matéria. Os fótons podem ser refletidos, defletidos e absovidos pela matéria. De certa forma, a matéria pode ser considerada como uma “barreira” a ser transposta pelo fóton em sua trajetória. Já para os neutrinos, a matéria não constitui nenhuma “barreira”: o neutrino, pura e simplesmente, atravessa a matéria sem interagir com ela.
    E, isso para mim, significa uma diferença importante. A velocidade constante da luz depende da densidade do meio em que se propaga. Para o vácuo ela é máxima e da ordem de trezentos milhões de metros por segundo. Além do que, a teoria da relatividade de Einstein mostra a ponderabilidade dos raios de luz. A gravitação “curva” a trajetória da luz através do universo.
    Imagino que isso não deve acontecer com o neutrino uma vez que ele não interage com a matéria.
    Dessa forma, as trajetórias de um neutrino e de um fóton através do universo serão necessariamente diferentes. O menor caminho sendo sempre definido pela trajetória do neutrino.
    Isso posto, não será surpresa se as medidas do Observatório de Gran Sasso forem consideradas corretas. As distâncias percorridas são diferentes e os tempos gastos para percorrê-las serão diferentes mesmo que a velocidade de deslocamento no vácuo sejam iguais para ambas as partículas.

    • Olá Léo, como sempre você está atento às novidades. Está correta sua afirmação quanto às trajetórias diferentes da luz e dos neutrinos – este é o ponto central da discussão. Quanto à afirmativa dos neutrinos terem velocidade c, não é o caso pois se trata de partículas materiais (mesmo que sua massa ainda seja objeto de estudos – portanto têm v < c). E aí estaria outra estranheza da nova descoberta: objetos massivos mais rápidos que a luz. Abraços e continue nos visitando

  3. Muitos cientistas acham impossível, mesmo que cheguemos um dia a viajar na velocidade da luz, desbravar novos mundos, porque mesmo a 300.000 km/s, para chegar a Alpha Centauro, sistema solar mais próximo do nosso, levaria 3 anos-luz e meio de distância/ tempo, ou seja, agora pode-se pensar em mergulhar mais fundo no espaço e sonhar mais longe, né? Infelizmente ainda estamos na infância da corrida espacial e nem nossos netos quando idosos terão oportunidade de assistir ao lançamento da Enterprise. Tomara eu esteja errado e a ciência avance na velocidade dos neutrinos.

    • Olá Riponte (Ricardo?) Nunca é demais sonhar. A Ficção Científica está à frente de diversas descobertas – Leia “Os Homens do Fim do Mundo” e verá diversos casos. Quando diz que a viagem à estrela Alpha, à velocidade c (algo impossível para a matéria), tomaria “3,5 anos luz” (devo corrigir, tomaria 3,5 ANOS já que ano-luz, como você deve saber é uma medida de distancia), é algo que deve preocupar apenas aqueles que aqui ficarem, já que demoraria zero para o viajante (e se viajar com velocidade perto de c, (o que é realmente possível), demoraria (para ele), digamos 1 dia para ir e 1 dia para voltar e para os terráqueos, no mínimo 7 ANOS para rcebe-lo de volta, fora o tempo que estivesse passeando por lá. Caso voce (ou quem nos lê) more em BH, dê uma lida a respeito do Curso Einstein (volte à página principal). Esse curso pode ser muito interessante para voce pois vemos/demonstramos estes e outros conceitos.

  4. Caro Prof. Aba Cohen, gostaria de saber se essa descoberta pode corroborar – ou pelo menos tornar mais plausível – a teoria do físico português João Magueijo, que tem combatido a teoria inflacionária justamente por colocar em questão a velocidade da luz como constante. Se há algo mais rápido que a luz, não seria possível que a própria luz pudesse ter sido mais rápida em outro momento do universo? Me parece que a esquisitice com a teoria de Magueijo se devia muito mais ao elemento “mais rápido” do que ao fato de “não ser constante”. Bom, de qualquer forma, minha pergunta é mais sobre as consequências possíveis. abraço.

      1. Olá Wendell, não conheço a teoria do Dr Magueijo mas posso tentar responder suas 3 perguntas: 1) caso os neutrinos viajem realmente em velocidades supraluminais eles estariam classificados como táquions que, na teoria são possíveis desde que suas massas sejam imaginárias (i = raiz quadrada de -1) nesse caso o fator de Lorentz também seria imaginário de modo a poderem ser observados no mundo real. 2) A luz no vácuo poder ter outros valores diferentes de “c” é algo difícil de provar pois no ambiente em que vivemos o valor é esse; caso fosse diferente em outos ambientes, creio que muitas das observações a respeito do Universo seriam diferentes – posso estar enganado mas a teoria a que se refere seria uma “adaptação” da velocidade da luz para explicar alguma esquisitice (se é que a inflação do Universo é esquisita), mas criaria várias outras esquisitices – prefiro uma do que várias. 3) As consequencias quanto à comprovação material dos táquions poderiam significar a reversão do tempo, mas podem não fazer sentido no “nosso mundo material” de massas reais e sim no “mundo imaginário” dos táquions. O significado disto eu não sei dizer… é pura teoria.
  5. Caso seja verdadeiro que os neutrinos viajem mais rápidos que a luz, proponho que os físicos do CERN utilizem estás partículas para sincronizarem os relógios situados em Genebra e Roma . E, após determinarem a velocidade da Luz?!!??

    • Olá JSF, veja que coisa estranha você está propondo: “sendo verdade que os neutrinos viajam a velocidades supraluminais” ao se tentar sincronizar os 2 relógios, o de Roma, se disparado ao receber os neutrinos, necessariamente passará a marcar NÃO O TEMPO DE GENEBRA mas um tempo ANTERIOR ao de Genebra, ou seja seu disparo será ANTES de ter sido enviado (tomando a velocidade da luz no vácuo como a referencia do avanço do tempo (no referencial da luz o tempo para, assim, no referencial dos neutrinos o tempo andaria para trás)..

  6. Professor, agora me ocorrem dúvidas.
    Pelo fato de os neutrinos praticamente não interagirem com a matéria, como foi possível detectá-los no observatório de Gran Sasso?
    A sua muito fraca interação com a matéria do receptor seria observável e quantificável?
    Qual a possibilidade de os receptores de Gran Sasso estarem revelando a presença de outro tipo de partícula secundária que não o neutrino?
    Foi divulgada qual a fonte emissora de neutrinos para essa experiência?

    • Olá Leo, voce e suas perguntas interessantes: por sorte sei responder, mesmo que parcialmente, suas perguntas:
      Um dos poucos meios de aumentar as chances de detecção é utilizar ENORMES quantidades de água pura – os neutrinos, quando têm alguma interação com as moléculas de H2O provocam a liberação de cargas naquele meio que geram uma luminosidade denominadaa luz (ou efeito) Cherenkov; como esses tanques ficam muito isolados e no escuro, a luminosidade é associada aos neutrinos (possivelmente há como eliminar a interação de outro tipo de partícula passante). Coloca-se esses tamques com milhares de toneladas de água ultra pura no interior das minas profundas, Kms abaixo da superfície, essa na Italia era uma mina de sal, para exatamente blindar “tudo menos os neutrinos”. Fica aqui minha observação/pergunta realmente pertinente: Se há milhares de toneladas de água, como é que se pode precisar um adiantamento de 20m do feixe, em relação à “posição” que a luz chegaria (em atraso) relativa aos impactos dos neutrinos? A fonte dos neutrinos no caso dessas experiencias é o LHC (impactos proton-proton) gerando/liberando diversos tipos de particulas, inclusive neutrinos. Creio que no momento em que há um surto de impactos no LHC, há um aumento proporcional da luminosidade Cherenkov em Gtan Sasso conhecendo-se os instantes lá e cá (com as devidas correções relativisticas) e a distancia “exata” (outra dificuldade maior pois se trata de uma geod[esia dentro da terra) calcula-se a velocidade.

  7. Os neutrinos parecem estar viajando mais rápido que a luz pois os relógios sincronizados utilizados no experimento geram um sistema no qual a informação de tempo se propaga mais rápido que a luz. Assim é a Terra que se desloca no espaço com a velocidade de pelo menos 7km/s (na linha norte/sul que vai da Suíça até a Itália. Assim os não são os neutrinos que chegam mais rápido na Itália, mas a Itália que de fato se aproxima dos neutrinos enquanto eles estão viajando pelo interior da Terra…
    Vejam a explicação completa em:
    http://www.atomlig.com.br/poli/Neutrinos-PT.pdf

    • Policarpo, existe um furo grande no seu raciocínio, já que admite o éter aristotélico. Ele não existe conforme mostrou Einstein em 1905. Com isto conseguiu derrubar a contração de Lorentz (em sua hipótese esta também estaria presdente e o planeta Terra teria que encolher na direção do movimento… mas já estamos livres disto há mais de 100 anos – em resumo: não precisamos do éter para nada e, em havendo partículas (de massa imaginária) com velocidades supraluminais, a Teoria da Relatividade Especial não cairá pois ela consegue lidar com essas partículas sem problemas.

  8. pessoal ae isso for verdade porque nao ha nenhuma prova ainda,pois a velocidade da luz nao pode ser superada.Pode até ser maior nao por mais pois ela é o tempo de ida e volta seria impossivel

    • Olá Leonardo, como muitos -incluindo eu- suspeitavam, erros na eletronica de nano-segundos seriam (e foram) fatais para invalidar o experimento. O mau contato na comexão do GPS foi um dos fatores; outros problemas da mesma natureza também poderiam ter ocorrido, como escrevi no post sobre neutrinos.


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