Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spektakuläre Aspekte von auf Lichtgeschwindigkeit oder darüber beschleunigten Neutrinos

24.10.2011
Im September 2011 wurde ein Neutrinostrahl vom CERN-Labor in der Schweiz, Switzerland zum INFN Gran Sasso-Labor in Italien geschickt.

Dabei schien dieser die Entfernung von 730 km durch die Erde mit 0,0025 Prozent über Vakuumlichtgeschwindigkeit zurückzulegen. Einige unbestrittenen Säulen der klassischen Physik werden komplett ins Wanken geraten, falls sich dieses Experiment als wiederholbar herausstellt. Tatsächlich lassen Einsteins Theorien die Existenz unentdeckbarer Partikel zu, die sich schneller als Licht bewegen.

Diese Partikel werden als Tachyonen bezeichnet. Es besteht allerdings keine Möglichkeit, solche theoretischen Tachyonen als ein Transportmedium für Informationen zu nutzen. Einsteins maximale Informationsgeschwindigkeit ist eindeutig auf die Lichtgeschwindigkeit begrenzt. Der spektakuläre Aspekt eines solchen entdeckbaren Neutrinostrahls wäre weniger die Erkenntnis, dass Neutrinos tatsächlich Tachyonen sind, sondern die Entdeckung einer Informationsgeschwindigkeit jenseits der Lichtgeschwindigkeitsgrenze.

Da Beobachtungen von Supernovaexplosionen keine Neutrinostrahlen lange vor der Ankunft der bei diesen kosmischen Katastrophen freigesetzten Photonen registrierten, ist das CERN-Experiment sehr kritisch zu prüfen. Neutrinos der Supernova 1987a wurden vom Detektor des Kamioka Nucleon Decay Experiments in Japan entdeckt. Dass die Neutrinos die Erde aber nur etwa drei Stunden vor dem Licht dieses Supernovaereignisses erreichten, wird auf die Tatsache zurückgeführt, dass das Licht kurzzeitig in der Supernova gefangen war. Daraus wäre zu schließen, dass sich Neutrinos eher mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Falls die CERN-Ergebnisse korrekt sind, hätten die Neutrinos Jahre anstatt Stunden vor dem Licht der Supernova ankommen sollen.

Es gibt zwei recht einfache Erklärungen für diesen scheinbaren experimentellen Widerspruch zu Einsteins Begrenzung der Vakuumlichtgeschwindigkeit und seiner Annahme, dass baryonische Materie diese Barriere nicht erreichen kann, da ihre Masse relativistisch zunimmt und deswegen eine unendliche Energiemenge erforderlich wäre.

1) Falls das Experiment nicht wiederholbar ist, handelt es sich um einen bisher unbekannten Fehler in der Auswertungsmethode, da Neutrinos kaum Wechselwirkungen mit Materie haben und daher extrem schwierig zu entdecken sind.

2) Falls das Experiment wiederholbar ist oder sich Neutrinos exakt mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, wäre die einfachste Erklärung, dass es sich bei dem vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum nicht wie von Einstein angenommen um ein reines geometrisches Raster handelt, sondern um ein besonderes energetisches Speichermedium, das der klassischen Physik bisher entgangen ist. Die bekannte Tatsache über ein Medium ist, dass bestimmte Partikel es mit Überlichtgeschwindigkeit durchqueren können und dabei normalerweise Lichtphänomene erzeugen, die als Tscherenkow-Strahlung bekannt sind.

Dieser Tscherenkow-Effekt ist mit dem akustischen Knall vergleichbar, den ein Überschallflugzeug erzeugt. Falls sich Neutrinos mit exakt Lichtgeschwindigkeit oder sogar noch schneller bewegen, könnten sie ihre extrem geringe Masse durch einen ähnlichen Effekt erhalten. Dies würde erklären, warum wir trotz ihrer hohen relativen Geschwindigkeit entgegen den Vorstellungen Einsteins und den Gleichungen für baryonische Massen keine gewaltige relativistische Massenzunahme feststellen.

Aber wie könnte ein so eigenartiges Raum-Zeit-Medium aussehen? Es kann sich auf keinen Fall um die Art von Äther handeln, von dem Lorentz und andere Wissenschaftler noch ausgegangen waren, als Einstein seinen geometrischen Raum-Zeit-Ansatz entwickelte, da die Lichtgeschwindigkeit nicht für alle Beobachter konstant wäre.

Eine erste tragfähige Lösung des Rätsels erscheint, wenn man Einsteins Raum-Zeit-Modell um quantenmechanische Aspekte erweitert und gleichzeitig mit einem Rotationselement der wohlbekannten Relativität der Gleichzeitigkeit verbindet. Dadurch wird das Vakuum des Raums mit einer Art von quantenmechanischem Energieschaum gefüllt. In seiner speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie zog Einstein keine Quantifizierung von Zeit und Länge in Betracht, denn eine solche Beschränkung bei verschwindend geringen Werten war zu dieser Zeit noch nicht entdeckt und erörtert. Auch Neutrinos waren noch unbekannt. Erst Jahre später hielten quantenmechanische Aspekte in Form der Heisenbergschen Unschärferelation und der Planck-Skala in der Physik Einzug.

Seit Einsteins Ära wissen wir, dass Ereignisse entlang der Bewegungsachse eines Raumschiffs, die für einen an Bord befindlichen Beobachter gleichzeitig sind, bei hoher relativer Geschwindigkeit von einem zurückbleibenden Beobachter als aufeinanderfolgende Ereignisse wahrgenommen werden, denn die Lichtgeschwindigkeit ist für beide Beobachter konstant und verursacht damit die sogenannte Relativität der Gleichzeitigkeit. Falls wir nun zum Beispiel die Entfernung zwischen zwei gleichzeitig ausgelösten Lichtblitzen auf einen verschwindend geringen Minimalwert begrenzen, würde ein zurückbleibender Beobachter diese gleichzeitigen Ereignisse bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Raumschiffs als aufeinanderfolgende Ereignisse wahrnehmen. Dies hat sicherlich eine energetische Wirkung auf den zurückbleibenden Beobachter, denn Einsteins Raum-Zeit-Raster bekommt somit eine Art Energiespeichereffekt auf seiner Zeitachse für den zweiten Lichtblitz. Diese wohlbekannte Funktion von Einsteins spezieller Relativitätstheorie lässt sich mit einem zweidimensionalen Graphen wiedergeben, auf dem die gleichzeitigen Ereignisse auf einer X-Achse und aufeinanderfolgende Ereignisse auf einer Y-Zeitachse dargestellt werden.

Verwandeln wir nun die gleichzeitigen Ereignisse im Einklang mit den bewährten und unbestrittenen Formeln der relativistischen Mechanik in aufeinanderfolgende Ereignisse und unter Berücksichtigung dieses einfachen Quantisierungsschemas an den unteren Grenzwerten von räumlicher Entfernung und zeitlichem Fortschreiten bringen wir quantisierte Rotationselemente in das Gesamtbild ein. Dies führt zu einer erweiterten Raum-Zeit-Struktur mit relativen Speicherzonen für dunkle Energie und dunkle Materie sowie einer tragfähigen Erklärung der eigenartigen Natur und Eigenschaften von Neutrinos, unabhängig davon, ob sich diese exakt mit Lichtgeschwindigkeit, knapp darunter oder unerwarteterweise sogar etwas darüber bewegen.

Pressekontakt:
Henryk Frystacki, PhD
Mitglied der Russischen Akademie der Technischen Wissenschaften, Moskau Externes Vorstandsmitglied des Institute for Gravitation and Cosmos an der Pennstate University, USA Homepage: www.frystacki.de

Telefon: +49 08157924137

Henryk Frystacki | presseportal
Weitere Informationen:
http://www.frystacki.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie