12. juulil 2018 teatasid IceCube Neutrino observatooriumi teadlased suure energiaga neutrinode avastamisest. See avastus kinnitas veelkord kahekümnenda sajandi kuulsaima füüsiku õigsust.
Isegi salapärased kummituslikud osakesed, mis vaevu tavamõjuga suhtlevad, järgivad üldist relatiivsusteooriat, kinnitades taas Einsteini õigsust. Praeguseks on need suure energiatarbega alaatomilised osakesed Lorentzi põhimõtte kohta parimaks tõendiks.
Lorentzi põhimõte on Einsteini relatiivsusteooria nurgakivi, milles öeldakse, et kõik objektid järgivad füüsikaseadusi, kui nad liiguvad konstantsel kiirusel. Relatiivsusteooria ühe aspekti kohaselt jälgivad kõik objektid sama valguse kiirust, isegi kui nad ise liiguvad erineva kiirusega. Miljonkilomeetrise tunnikiirusega liikuv astronaut jälgib sama valguse kiirust kui külas teerada roomav tigu. Nad jälgivad valguse liikumist kiirusega 299 792 kilomeetrit sekundis.
Kuid teadlased ei ole Einsteini relatiivsusteooria testimist lõpetanud alates 1905. aastast, sellest ajast peale, kui ta selle esimest korda avaldas. 1950-ndatel, kui avastati neutriinod, tekkisid mõnel eksperdil küsimus, kas laadimata osakesed vastavad Lorentzi põhimõttele. Teadlased mõtlesid, kas salapärane jõud, mida nimetatakse Lorentzi rikkumiseks, võib panna need objektid muutma nende käitumist, kummutades Einsteini teooriad.
Vertikaalsete neutriinode horisontaalseks ülemineku tõenäosuste suhe IceCube / IceCube'i koostöö vaatluskeskuses.
Ajakirjas Nature Physics avaldatud uues uuringus on Cambridge'i Massachusettsi tehnoloogiainstituudi ja Lõunapooluse Amundsen-Scotti jaama IceCube koostöö teadlased leidnud, et isegi neutriinod järgivad relatiivsusteooriat.
Pärast ühe-gigatonnise IceCube'i neutriinodetektoriga kahe aasta jooksul kogutud andmete analüüsimist jõudsid teadlased järeldusele, et mingeid kõrvalekaldeid pole leitud, mis viitaksid neutriino Einsteini seaduste eiramisele.
"Otsisime Lorentzi rikkuvaid kõrvalekaldeid, kuid me ei suutnud leida," ütleb juhtiv autor, MIT-i füüsikaprofessor. "See sulgeb väga pikka aega raamatu Lorentzi rikkumise võimalikkuse kohta mitme suure energiaga neutriini korral."
Reklaamvideo:
Järgides Lorentzi põhimõtet, saavad teadlased ennustada, millisel määral antud massi neutriinod võnguvad. See tähendab, et neutriino peab läbima teatud vahemaad enne, kui sellest saab müon. Mis tahes kõrvalekaldumine sellest põhimõttest oleks piisav Einsteini relatiivsusteooria pööramiseks, vähemalt neutriino tasemel.
Kuid nii sellest uuringust kui ka selle tulemustest said silmapaistvad avastused teadusmaailmas, sest esimest korda oli teadlastel võimalus uurida Maal kõrge energiaga neutriinoid. Ja kui Lorentzi rikkumine aset leiaks, oleks see nii kõrgete energiate korral väga hõlpsasti tuvastatav.
"Suutsime määratleda selle hüpoteetilise välja piirid, mis on palju-palju täpsemad kui kõik eelmised," ütleb Konrad.
Vladimir Mirny
