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 ALMA beginnt Beobachtung der Sonne
18.01.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Magnetische Kraft von einzelnen Antiprotonen mit höchster Genauigkeit bestimmt
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

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: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik