Пятничная проповедь

Европейские ученые одним небрежным движением могут опрокинуть теорию относительности Эйнштейна.

Совместный эксперимент швейцарских и итальянских физиков показал: в мире есть что-то, что движется быстрее скорости света.

Этим "чем-то" являются частицы нейтрино. Пока у физиков нет понимания того, что же они увидели на самом деле - то ли это грубая ошибка эксперимента, то ли всесильному учению Эйнштейна пришел конец.

Сверхсветовой экспресс через Альпы

Сенсационный вывод не появился в одночасье. Результаты копились в течение трех лет.

Что происходило? Европейский центр ядерных исследований (знаменитый ЦЕРН, что в швейцарской Женеве) "светил" своим синхротроном (грубо можно представить его "генератором" нейтрино) на юг, отправляя поток частиц по ту сторону Альп.

Земля круглая, поэтому поток нейтрино шел по прямой - через толщу скальных пород. И в центральной Италии, в районе Абруццо, принимался детекторами национальной лаборатории Гран-Сассо (OPERA). Дистанция по прямой - порядка 732 км.

"Мы напрямую измеряли "время в пути". Берем расстояние между объектами, измеряем время и рассчитываем скорость, все как в школе", - прокомментировал официальный представитель OPERA Антонио Эредитато. За три года детекторы Гран-Сассо отловили около 16 тысяч нейтрино, испущенных церновским синхротроном. Итого: на руках 16 тысяч повторений эксперимента.

Декларируемая школьная простота опыта дала ошеломляющий результат. В среднем нейтрино проходили расстояние между источником и детектором на 60 наносекунд быстрее, чем это сделал бы свет в вакууме. Согласно современным физическим воззрениям, это невозможно.

Частицы-привидения

Кто же нарушил спокойствие в размеренном мире физической науки?

Нейтрино впервые удалось "нащупать" американцам в 1956 году. Но теоретически существование "легкой нейтральной частицы" предсказал еще швейцарец Вольфганг Паули в 1930 году.

Впрочем, "предсказал" - неверное слово. К гипотезе нейтрино Паули прибег для того, чтобы, по его собственным словам, спасти теоретическую физику от очередной катастрофы. Бытовавшие тогда представления о структуре атомного ядра неотвратимо приводили к выводам, нарушавшим незыблемые законы сохранения энергии.

Гипотеза Паули позволяла эту проблему обойти. Коллега Паули, итальянец Энрико Ферми, в разговоре окрестил эту частицу "нейтрончиком" (neitrino). Термин прижился. Однако этот открытый "на кончике пера" объект экспериментально отловили только четверть века спустя.

Уж больно этот объект оказался скользкий. С веществом практически не взаимодействовал: космические нейтрино легко пролетают Землю насквозь и идут дальше. Регистрируются они только по отдельным косвенным следам и чуть ли не поштучно.

Отсюда и подземные эксперименты. Нейтринные детекторы стараются запрятать как можно глубже в толщу камня, чтобы отсечь тем самым прочие, ненужные ученым излучения. А нейтрино сквозь этот "потолок" пролетит легко.

На сей раз история в чем-то повторилась. Швейцария и Италия, как на заре открытия нейтрино, преподнесли мировой науке крайне неожиданный сюрприз.

Всю систему менять придется

Строго говоря, если экспериментаторы не ошиблись, то физикам придется серьезно переписывать картину мира. Теория относительности Эйнштейна, само собой, никуда не денется и ошибочной признана не будет.

Как не была признана в свое время ошибкой классическая механика Ньютона - ее просто дополнили релятивистскими эффектами и получили тот потолок скорости света, который сейчас якобы удалось пробить. А теперь придется дополнять уже Эйнштейна. Физические теории в этом смысле похожи на матрешку.

Пока сами авторы не берутся однозначно интерпретировать результаты экспериментов - уж больно смелый шаг требуется для этого. Результаты их исследования на сей счет доступны в интернете, однако на публикацию они пока не отправлены. Авторы ждут мнения коллег.

Профессор не прав, все не так было?

А голоса скептиков звучат громко и довольно убедительно. Так, японские коллеги физиков из ЦЕРН считают, что речь идет просто о невыявленной систематической погрешности - проще говоря, в каждом из 16 тысяч опытов действовало одно и то же неучтенное искажение. Физик Чан Ки Юн из японской лаборатории T2K "готов поставить собственный дом" на это.

Однако сами исследователи тоже искали систематическую погрешность. "После месяцев сбора, анализа и очистки данных, а также перекрестных проверок мы не нашли ни в алгоритме обработке данных, ни в детекторе возможного источника системной ошибки. Поэтому мы публикуем наши результаты, продолжаем работу, а также надеемся, что независимые измерения других групп помогут понять природу этого наблюдения", - отметил Антонио Эредитато.

Другие указывают на то, что 60 наносекунд на таких скоростях - это метров 17-18, не больше, и источников такой погрешности может быть очень много. "Кабель какой-нибудь не посчитали", - язвят в интернете.

"Я подозреваю, что большинство в научном сообществе не воспримет это как окончательный результат, если нам не удастся повторить его хотя бы еще раз, а лучше несколько. Но это, по-моему, к лучшему", - сообщил участник эксперимента Алан Костелецки.

Так или иначе, но ученые встали перед хорошим вызовом. Либо совместно отыскать ошибку в эксперименте и, как выразился бы бюрократ от науки, "улучшить лабораторную базу". Либо - сесть и повторить опыт. И тогда придется строить новую физику.

Первое проще и более вероятно. Но второе все-таки интереснее.

Константин Богданов, РИА Новости