Neutrinos a velocidad superlumínicas; ¿Un nuevo marco para la física?

Slowhand

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17 Ene 2010
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Abro este hilo para aglomerar los distintos posts que van sucediéndose a lo largo de varios hilos.

La noticia: El experimento Opera concluye que los neutrinos viajan a velocidades superlumínicas; es decir, que viajan más rápido que la luz.

"Pero lo de los neutrinos no se sabe desde hace decadas? O simplemente es que su existencia no estaba demostrada hasta ahora?"
Yeimsmelocotongigante

Lo que se desconocía hasta hace relativamente poco, es que los neutrinos tienen masa. Una masa tan ínfima que apenas provoca perturbación. Se estima que la masa de un neutrino se movería en torno a una milmillonésima de un átomo de hidrógeno. Por otra parte, se sostenía que al tener una masa pequeña, su velocidad sería muy cercana a la de la luz.
Slowhand

¿Qué repercusión pueden tener estos resultados a corto-medio plazo?

Lo primero que hay que decir sobre esta impactante noticia es que se ha de ir con mucha cautela. Con la concepción actual que tenemos, parece muy improbable que los datos puedan ser correctos, de ahí que no se atrevan a lanzar las campanas al vuelo desde el Cern o cualquier medio "serio". Se van a realizar otros experimentos para reafirmar o desmentir los resultados arrojados por el Opera.
Slowhand

¿Cuál ha sido el impacto en los medios de comunicación y la comunidad de internet?

El impacto en los medios ha sido bochornoso, los aventurados han aflorado como por arte de magia y han comenzado a lanzar teorías al vuelo. Recorridos distintos entre los neutrinos y el resto de partículas, viajes en el tiempo, Einstein bobo... Creo que la comunidad de la información debería ser un poquito menos atrevida y dedicarse a informar únicamente. En la wikipedia ya tenemos a un genio que adscribe lo siguiente: "Esto indica que la teoría de la relatividad de Einstein era errónea."
Slowhand

¿En qué consiste a grandes rasgos el experimento Opera?

El resumen más básico es que se envía un haz de neutrinos desde el Cern hasta el laboratorio subterráneo de Italia y se calcula lo que han tardado, y por ende, su velocidad. ¿Cómo se crea el haz de neutrinos?... Pues en primer lugar se inicia con un haz de protones. Mediante los aceleradores que tiene el Cern, dichos protones son acelerados hasta velocidades cercanas a la luz. Los protones, una vez son acelerados a velocidades tan altas, adquieren una energía enorme, para posteriormente ser lanzados contra un trozo de plomo. Vamos, que estrellan los protones contra el plomo. Los protones, al reventar, producen piones, y estos piones se desintegran rápidamente, y es en la desintegración cuando aparecen los neutrinos. Esto se pasa por un cuerno magnético que los coloca o posiciona en forma de hilo. Obtenemos así una especie de lápiz de neutrinos que van en la dirección del acelerador. Este haz es mandado en la dirección en la que previamente ha sido focalizado, roza la superficie terrestre y sale por un agujero situado en el lugar de destino, en este caso, Italia.
Slowhand

¿Era este el objetivo del proyecto Opera?

Lo más hilarante de todo esto es que el proyecto Opera no buscaba lo que ha acabado encontrando o sea, en mi puta mierda de opinión que no vale ni para tomar por culo, que la finalidad del experimento desde un principio no era averiguar la velocidad de los neutrinos, sino que analizaban la oscilación de los neutrinos. Se sabe que los neutrinos, por el camino, oscilan, es decir, cambian de naturaleza. Vamos, que partes con un tipo de neutrino y acabas con otro bien distinto. Y fíjate lo que se han encontrado.
Slowhand

"¿Que implicaciones o en que afectaría este hecho en la teoría de la Relatividad?"
Lasputassonbaratas

Hombre, si la teoría de la relatividad predice que nada puede viajar a velocidades superlumínicas, tú me dirás lo que puede pasar. Parte de la teoría de la relatividad de Einstein quedaría desmontada, dado que uno de sus postulados se basa en que nada -con masa- puede viajar más rápido que la luz. Según la misma teoría, la única manera de conseguir que un "algo" másico pudiese viajar a la velocidad de la luz, sería ejerciendo sobre él una energía infinita, algo inviable hoy día.
Slowhand

"Lo que no acabo de entender es como se mide algo que supera la velocidad de lo que sirve como referencia en la medición. No es como estar justo en el polo norte buscando el norte con una brujula (y que te lo indique)?"
Yeimsmelocotongigante

La velocidad se mide dividiendo el espacio recorrido entre el tiempo empleado. O con otros muchos otros métodos indirectos, sí, pero lo que quiero decir es que no hay ningún impedimento teórico para medir cualquier velocidad.
Pastanaga

"si algo supera la que suponíamos velocidad límite de transmisión de la información, entonces al medir puede aparecer que las partículas han llegado antes de ser emitidas. Esto no lo digo yo, leyendo sobre las noticias que fueron apareciendo me he encontrado con que se interpretó así alguna vez."
Iskariote

Sí, si partículas materiales viajasen a mayor velocidad de la luz existiría un sistema de referencia inercial en el que los acontecimientos estarían desordenados respecto a otros sistemas de referencia (violación del principio de causalidad). A lo que me refería es que la medición de velocidades mayores que la lumínica, caso de ser posibles estas velocidades, es perfectamente factible.
Pastanaga

"El caso es que con la apertura del experimento se espera que alguien intente refutar los resultados. Tan sorprendente es lo observado que todavía no se atreven a darlo por válido." ¿Por qué no se aventuran desde el CERN?

Realmente la sorpresa es doble y viene de muy atrás. Es el tercer resultado "sorprendente" que se obtiene en cuanto a la velocidad de los neutrinos desde el año 85.

Pero también hay que decir, y esto es algo que los medios de comunicación soslayan y soterran de una manera bochornosa, que los resultados obtenidos por el experimento Opera son incompatibles con los cosechados hace ya bastantes años. En el año 1987 explotó una supernova relativamente cerca, a unos 150.000 años/luz. Cuando vimos la luz de la supernova, una hora antes de que viéramos dicha luz, los gigantescos detectores de neutrinos que tenemos a lo largo del mundo, principalmente en Japón, registraron los neutrinos que "escupía" esa supernova al morir. Pues bien, si los datos adscritos por Opera fuesen los mismos que los acaecidos en el estallido de la supernova, los neutrinos no hubiesen sido detectados una hora antes, sino mil años antes. Los resultados arrojados en aquel momento eran compatibles con que los neutrinos viajaban un poquito más lento que la luz.

Es decir, que hasta el día de hoy tenemos tres marcos de referencia; el estallido de la supernova, el proyecto Minos que en 2005 arrojó resultados muchísimo más espeluznantes que el proyecto Opera, y el propio proyecto Opera. Los tres se contradicen, y de ahí la vorágine de sorpresa que hay en el mundo científico, no tanto por las conclusiones de este último experimento sino por las sempiternas contradicciones que vamos teniendo a lo largo de los años para con la velocidad de los neutrinos.

Slowhand

"Lo que tengo entendido, siendo lego en la materia (Slowhand, ¿dónde estás cuando se te necesita?) es que no invalidaría por completo la Teoría de la Relatividad, sino que seguiría siendo útil para determinadas escalas, como lo puede ser el modelo de Newton en nuestro día a día."
Nueces​

No se busca derrumbar la teoría de la relatividad, como presentan los periódicos (en los que, como apunte sobre su rigor científico, la velocidad medida para los neutrinos es 60 nanosegundos más rápida que la de la luz, repito, una velocidad medida en tiempo, será por la influencia de la fórmula 1). Lo que supone un avance impresionante es que se podrían introducir correcciones hasta ahora impensables, como ya he dicho en el otro hilo, correcciones que podrían incluso hacer innecesaria la existencia de materia oscura o energía oscura para explicar algunos fenómenos.
Iskariote

Bueno, de momento esto es el desarrollo de la noticia. Lo he expresado en forma de pregunta-respuesta porque creo que así es mucho más sencillo para el lector -espero:lol:-.
 
Dios mio, esta pregunta millonaria sólo pudiera resolverla el pitagorín de Astronauta-Urbanus...

Pero yo lo he matado!

Que SuperDios nos asista.
 
teoria incorrecta por fundamentos teoricos.

neutrinus particula con infima masa. invalida por tanto velocidad supraluminica.

cuanto, particula sin masa .invalida por tanto velocidad supraluminica.

exolus, particula virtual. tecnicamente no existe en las coordenadas espacio-temporales ,se le relaciona con la particula de la teletransportación.

v exolus=700.000 km/s aprox. dependiendo del estado semi-cuántico del medio.

gracias astronauta, por reencarnarte en mi.
 
Post-humano rebuznó:
la particula de la teletransportación.

No es tontería esto que señalas. A lo mejor los neutrinos se teletransportan cuánticamente y donde creemos que hay un solo neutrino hay dos gemelos. Llevo días sin dormir por culpa de los putos neutrinos.
 
Jack Merridew rebuznó:
-¿No es cierto que lo que Relatividad dice es que ninguna masa puede acelerar a c, no que no puedan existir masas que ya viajen a esa velocidad?

El problema gordo no viene por ahí. Efectivamente, no costaría mucho enunciar que determinadas partículas nacen y mueren a tal velocidad y ya está.

La cuestión radica en que si una partícula que pueda interactuar con otras se mueve a velocidades superlumínicas, según la Relatividad Especial existen sistemas de referencia en los cuales su velocidad es infinita... y más.

Pongamos que en tu casa de desintegra un neutrón dando lugar a un protón, un electrón y un neutrino de estos que corren tanto. Ese neutrino llega a mi casa un poquito después y choca con un protón, dando lugar a un neutrón y un positrón. Pues resulta que esto que parece tan aceptable, desde una nave espacial, podría verse con un buen catalejo así:

Primero en mi casa un protón se desintegra y da lugar a un neutrón, un positrón y algo. Al cabo de un ratito, a tu casa llega ese algo que choca contra un neutrón dando lugar a un protón y un electrón.

Ese algo tiene que ser tal que en todos los sistemas de referencia sea la misma partícula. Sin embargo, a la vez tiene que tener propiedades de "antineutrino", porque es lo único que desde la nave espacial permitiría entender las dos reacciones de partículas igual que desde nuestros sofás, considerando que el neutrino que se genera en la desintegración de tu casa se aniquila con lo que llega. Como mínimo, paradójico.

Por no entrar en que tanto lo que sucede en tu casa como lo que sucede en la mía tiene que estar "predefinido", porque ninguno de los dos acontecimientos puede considerarse provocado por el otro, pero los dos son imprescindibles para que lo que se tiene al principio (un neutrón y un protón) y lo que se tiene al final (un neutrón, un protón, un electrón y un positrón) sea lo mismo se mire desde donde se mire.

Jack Merridew rebuznó:
-¿Podría darse el caso de que una de las correcciones de Relatividad que nombras, pudiera ser cambiar el valor c en la ecuación por el valor de la velocidad del neutrino? Me refiero, y no soy docto en Relatividad, que quizá Einstein dio por sentado que la luz era lo más rápido, y quizá obvió la existencia de partículas o velocidades un "pelín" más rápidas, que puedieran servir como sistema de referencia inercial (en lugar de c).
Si esto es cierto, la energía necesaria para acelerar a c no sería infinita (aunque seguiría siendo enorme) y, ergo, factible.

Sustituya: Raíz de "1-(v^2/neut^2)".
Si v es igual a c, el valor de la ecuación no sería cero, es decir, e=infinito, sino un número real y, repito, factible.

Con sólo esa corrección, la luz dejaría de ser una constante en todos los sistemas de referencia, y habría algunos en los que se movería más rápido que en otros. Eso no encaja con las evidencias experimentales, a no ser que la diferencia de velocidades fuese más pequeña que la precisión de las medidas hasta ahora.
 
Jack Merridew rebuznó:
Llámeme noob, dummie o lo que quiera, pero me quedo estancado en este punto.

Es bastante antiintuitivo, pero es lo que sucede según la Relatividad Especial.

No he sido muy estricto con la descripción por no hacerla todavía más aburrida, a ver si lo enmiendo un poco. El hecho de que desde la nave se vea otra cosa no vendría provocado por la falta de gravedad o la distancia, sino porque se movería en línea recta a velocidades cercanas a la de la luz respecto a nuestro planeta. Según Einstein, en esas circunstancias ni las longitudes ni las distancias temporales entre dos acontecimientos serán iguales si se miden desde la nave o desde nuestro sillón de las pajas. Esto de por sí no es muy intuitivo, pero es una de las características típicas de la teoría y en cualquier sitio encontrarás explicaciones más didácticas que la que te pueda dar yo, así que lo daremos por admitido.

Lo que no se suele explicar en los textos divulgativos es que, con las mismas transformaciones (formulitas, para que nos entendamos) con las que se pueden calcular las variaciones de longitud o ritmo, se puede deducir que lo que en un sistema de referencia se ve ocurrir en un orden (primero A y luego B), en otros sistemas se ve ocurrir simultáneamente o al revés (primero B y luego A). Lo que pasa es que eso no sucede para cualquier pareja de acontecimientos A y B, sino sólo en aquellos que cumplan lo siguiente: Que la distancia espacial entre ellos sea mayor que la que recorrería un fotón en el tiempo que transcurre entre ambos acontecimientos.

Pero un momento... ¿Que eso se cumpla en qué sistema de referencia? Porque si hemos quedado que las distancias y los tiempos varían según la velocidad con la que uno se mueva, para algunos observadores la distancia será mayor que para otros. Sí, lo que sucede es que según las propias formulitas, si eso se cumple en un sistema, se cumplirá en todos; y al revés, si la distancia es menor que la que recorrería un fotón, lo será en todos.

Entonces vale. Es decir, que si a un fotón no le da tiempo a llegar de A a B, para algunos observadores sucederá primero A mientras que para otros sucederá primero B (y para otros serán simultáneos). Por lo tanto, si un neutrino es más rápido que un fotón y no se para por el camino a descansar, su nacimiento (A) y su muerte (B) estarán necesariamente a una distancia mayor que la que pueda haber recorrido un fotón. Es decir, que lo que en un sistema (nuestras casas) se ve en el tiempo como A-B, en otro (la nave que corre mucho) se verá como B-A. Y en otros se verán simultáneos, de modo que la velocidad del neutrino en ellos será infinita (recorre una distancia no infinitesimal en cero segundos).

No sé si ahora se entiende algo mejor. Toca creerse algunas de las aseveraciones, porque sólo se pueden demostrar matemáticamente, pero si tienes ganas puedes aprender las mates necesarias para no tener que hacer un acto de fe sino comprobar tú mismo que los resultados son así.
 
Jack Merridew rebuznó:
No, si todo lo referente a Relatividad en velocidades cercanas e iguales a c, lo comprendo, así como lo relativo a los marcos referenciales.

Más o menos comprendo lo siguiente:
Hay una nave de onanistas intergalácticos. En la Tierra hay dos sucesos, el A, que es la causa del B, por lo tanto anterior a este último.
Si A emite partículas lumínicas (fotones), y B supralumínicas (neutrinos); los onanistas recibirán antes la información de B que de A.
¿Se reduce a esto?

No, en A se emite un protón, un electrón y un neutrino, y en B no se emiten neutrinos sino que se absorben.

Jack Merridew rebuznó:
Lo que no entiendo es cómo esto rompe el principio de causalidad.
Es decir, que una cosa es que los onanistas violadores de selenitas perciban antes B que A, y otra cosa es que A siga o no siga siendo la causa de B.
En términos cotidianos: que tú te enteres antes de un comentario sobre una jugada de baloncesto, que de la jugada en sí (y el comentario nace de la propia jugada), no significa que el comentario no haya sido causado por la jugada. Quizá en términos físicos sea algo más relvante, y seguramente mucho más complejo.

No se trata de que a la nave le llegue la información de A antes o después que la de B. En el sistema de referencia de la nave, A sucede después que B.

Imagina que la nave pasase a su gran velocidad rasante sobre España durante los acontecimientos y fuese como la Estrella de la Muerte de grande pero plana, con observadores apostados a lo largo de su casco, todos con relojes sincronizados. En el momento en el que se produce A, el observador que se encuentre justo sobre tu casa apunta la hora en la que sucede. Sólo él, los demás no hacen nada, es igual si acaban viendo el suceso al cabo de unos segundos. Sólo el que esté sobre tu casa. Y lo mismo cuando sucede B en la mía, el que esté en ese momento sobre mi casa que salude y que apunte la hora. Los demás siguen mirando el paisaje. Luego todos se van a la cantina a comentar la jugada. Pues la hora apuntada por el de A es posterior a la de B.
 
No te sabría recomendar ningún libro, porque dependiendo de tu nivel de matemáticas unos serán demasiado someros y otros demasiado crípticos. Por ejemplo, el Tipler tiene un capítulo que seguro que lo trata con claridad y rigor, pero si no has hecho mates en el instituto a lo mejor te pierdes igualmente. No es tanto una cuestión de capacidad intelectual como de conocimientos previos.

Con lo que sí que te puedo conducir es que, lo que consultes, sea sobre Relatividad Especial, porque este problema es estrictamente de esa teoría. Libros como los de Hawking tratan sobre Cosmología (R. General y Cuántica) y por lo tanto las explicaciones que ofrezcan sobre él serán como mucho residuales.

Si tiene dibujitos con los típicos experimentos con rayos de luz en trenes es un buen indicador (y si además salen conos de luz más adelante, mejor que mejor). Seguramente cuenten lo de la inexistencia de la simultaneidad absoluta. Si eso lo entiendes, considera lo que sucedería con un tren moviéndose en el sentido contrario al de la explicación. Verás que si lo que en la estación es simultáneo y en el primer tren ocurre en un orden, en el segundo va a ocurrir en el orden inverso por simetría, así que vas a tener un ejemplo de dos acontecimientos que en un sistema ocurren en un orden y en otro sistema ocurren en el contrario. Pero eso sólo será posible si ninguno de los dos se encuentra en el cono de luz futuro del otro. Si no, en todos los sistemas se verían en el mismo orden aunque en momentos distintos.

Por cierto, al ir a hacer una búsqueda rápida para ver si encontraba alguna página con esas características, mira lo que propone Google: :lol:

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Neutrinos a velocidad superlumínicas ¿Un nuevo marco para la física

Al margen que el comentario de la velocidad no fue del todo afortunado no habilita a nadie para descalificar y faltar el respeto asi a un integrante del foro
 
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