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 Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Sternenstaub reist häufiger in Meteoriten mit als gedacht
15.08.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie