جدیدترین اظهارنظر درباره کشف ذرات سریعتر از نور و سفر در زمان

سخنگوی بریتانیا در آشکارساز آلیس برخود دهنده بزرگ هادرون در گفتگو با گروه فناوریهای نوین خبرگزاری مهر نتایج آزمایش‌های فیزیکی که نظریه انیشتین را زیر سوال برده و موفق به کشف سرعتی بالاتر از سرعت نور در ذرات نوترینیو شده را مورد بررسی قرار داده است.

به گزارش خبرگزاری مهر، حدود یک ماه پیش فیزیکدانان سرن در لابراتوارهای "گرن ساسو" در موسسه ملی فیزیک هسته‌ای ایتالیا با استفاده از دستگاه آشکارساز "اپرا" نتیجه‌ای شگفت‌آور را اعلام کردند، بر اساس این نتایج آشکارساز اوپرا موفق به دریافت نوترینوهایی شده بود که سرعتی بالاتر از سرعت نور داشتند.

به اعتقاد بسیاری از فیزیکدانان و دانشمندان در صورت درست بودن چنین پدیده‌ای، علم فیزیک به همراه نظریه‌های بنیادینش زیر و رو خواهند شد. البته بیشتر همین دانشمندان و فیزیکدانان این یافته را خطای محاسباتی می‌دانند درست مانند دکتر دیوید اوانز (Dr. David Evans) سخنگوی بریتانیا در آشکارساز آلیس برخود دهنده بزرگ هادرون که او نیز با وجود رد نکردن احتمال بسیار ضعیف درست بودن نتایج محققان در گرن ساسو، یافته جدید را خطای محاسباتی می‌داند:

* خبرگزاری مهر - سرویس فناوریهای نوین: محققان در گرن ساسو شواهدی را به دست آوردند که نشان می‌دادند نوترینوها می‌توانند سریعتر از نور حرکت کنند. شخصا دقت این نتایج را چگونه ارزیابی می‌کنید؟

- دیوید اوانز سخنگوی بریتانیا در آشکارساز آلیس: دانشمندانی که در این مطالعه حضور داشتند در محاسبات خود دقت زیادی کردند و خطاهای احتمالی را در نتایج خود مورد بررسی بسیار دقیق قرار دادند. با این همه من هنوز فکر می‌کنم نتایج به دست آمده خطای محاسباتی باشد که احتمالا به واسطه فاصله‌ای که میان محل تولید نوترینوها در سرن و محل ردیابی آنها در گرن ساسو وجود دارد و یا به دلیل هماهنگ‌سازی ساعتهایی که تفاوت‌های زمانی را محاسبه می کنند رخ داده است.

دلیل من برای اشتباه دانستن نتایج این است که نتایج به دست آمده از این آزمایش، نتایج موجود از مطالعات پیشین را نقض می‌کند. برای مثال زمانی که یک ابرنواختر در سال 1987 منفجر شد نوترینوهای به وجود آمده از این انفجار سه ساعت پیش از اینکه نور ناشی از انفجار به زمین برسد در ردیاب‌های زمین دریافت شدند. این به آن خاطر است که نوترینوها می‌توانند بلافاصله از انفجار به بیرون فوران کنند اما خروج نور از انفجار ابرنواختری سه ساعت زمان نیاز خواهد داشت.

در صورتی که نتایج اخیر به دست آمده در گرن ساسو درست بودند نوترینوها چهار یا پنج سال زودتر رصد شده بودند که البته همچین چیزی رخ نداده است.

دستگاه آشکارساز اپرا در لابراتوار گرن ساسو

* به صورت عملی یا نظری چگونه می‌توان سریعتر از نور حرکت کرد؟

- نظریه نسبیت انیشتین طی بیش از پنجاه سال گذشته با دقتی بسیار بالا مورد آزمایش قرار گرفته و نشان داده که مطابقت کاملی با اطلاعات به دست آمده طی دیگر آزمایش‌ها دارد. تقریبا غیرممکن است که بتوان نظریه انیشتین را به این شکل تغییر داد که هم ذراتی وجود داشته باشند که سریعتر از نور حرکت می‌کنند و هم با اطلاعات به دست آمده از آزمایش‌های پیشین مطابقت داشته باشند.

* اگر دیگر آزمایشها ثابت کنند که نتایج جدید درست بوده اند، چه تغییراتی در نظریه های فیزیکی و در جهان رخ خواهند داد؟

- در صورت تایید این نتایج و اثبات حرکت نوترینوها در سرعتی بالاتر از سرعت نور یکی از بزرگترین کشف‌های جهان طی صدها سال گذشته انجام خواهد گرفت. فیزیکدانان باید نظریه‌های جدید را ارائه دهند که نه تنها در آن ذرات سریعتر از نور پیش بینی شده‌اند بلکه با تمامی محاسبات پیشین نیز همخوانی داشته باشند. این کاری بسیار دشوار بوده و شاید برای انجام آن به حضور ابعاد اضافی نیاز پیدا شود. به طور خلاصه چنین نتیجه‌ای می تواند تمامی دیدگاه فیزیک مدرن را متحول کند.

دیوید اوانز سخنگوی بریتانیا در آشکار ساز آلیس، سرن

* چنین کشفی چگونه می‌تواند سفر در زمان را امکانپذیر سازد؟

- گفتنش دشوار است اما اگر برای مثال نتایج این مطالعه درست باشند و نشان دهند کرمچاله هایی (تونل‌هایی در میان ابعاد اضافی) وجود دارند در این صورت سفر در زمان به صورت نظری امکانپذیر خواهد شد دستکم برای ذرات بنیادین. با این همه به صورت عملی سفر در زمان برای انسان همچنان غیرممکن است و تنها می‌تواند در سطح یک ایده جالب باقی بماند.

* در صورتی که دانشمندان نشان دهند ویژگی‌های سرعت جدید صرفا ویژه نوترینوها است و در هیچ یک از دیگر ذرات بنیادین وجود ندارد چه تغییراتی در جهان فیزیک و نظریه‌هایش ایجاد خواهد شد؟

- به این شکل نوترینوها به عنوان ذراتی معرفی خواهند شد که نسبت به دیگر ذرات بسیار خاص‌تر هستند. چنین ویژگی نیز می‌تواند تحول بزرگی در فیزیک مدرن ایجاد کند و در تکنولوژی‌های آینده جهان تاثیر عمیقی داشته باشد.

* دلیل اینکه بیشتر دانشمندان با اطمینان خاطر از اشتباه بودن محاسبات جدید صحبت کرده و آن را خطا در محاسبات می‌پندارند چیست؟

- همانطور که گفتم این نتایج اصولا با تمامی محاسبات تجربی که طی صدها سال گذشته به دست آمده‌اند از جمله محاسبات به دست آمده در سال 1987 که از مطالعه بر روی ابرنواخترها به دست آمده در تقابل است. چنین نتایجی که به صورت بنیادین با نظریه‌هایی که به دقت مورد آزمایش قرار گرفته‌اند در تقابل باشد معمولا در اثر خطاهای محاسباتی به دست می‌آیند.

با این همه در صورتی که این نتایج درباره سریعتر بودن نوترینوها نسبت به نور به تایید برسند شاهد هیجان زدگی شدید تعداد زیادی از همین دانشمندان مخالف در سرتاسر جهان خواهید بود.

این دانشمندان اعلام کردند که توانسته‌اند فراتر از سرعت نور حرکت کنند به طوریکه آشکارساز "اپرا" با دریافت و بررسی بیش از 15 هزار ذره نوترینو که در برخورد دهنده "سوپر سینکروتون پروتون" در سرن تولید شده و با طی مسافت 730 کیلومتر به لابراتوارهای "گرن ساسو" در ایتالیا رسیده بود کشف کرد که این ذرات برای طی این مسافت تنها 2.4 میلی ثانیه را صرف کردند.

منبع:  mehrnews.com

موفقیت محقق ایرانی دانشگاه استنفورد/ تاثیرتغییر در یک ژن برعملکر

خبرگزاری مهر - گروه فناوریهای نوین: دانشمند ایرانی دانشگاه استنفورد بر اساس نتایج مطالعه جدیدش اعلام کرد تغییرات کوچک در یک ژن می تواند سرعت انحطاط مغز یک مرد سالم در اثر بالا رفتن سن را دو برابر کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، دکتر احمد صالحی محقق ایرانی دانشگاه استنفورد به همراه گروهی از محققان با بررسی DNA خلبانان ها دریافتند در صورتی که در یکی از ژنهای آنها تغییری کوچک ایجاد شود، سرعت از دست رفتن توانایی پرواز در آنها دو برابر می شود.

اسکنهای مغزی این گروه از محققان که صالحی هدایت آنها را به عهده داشت همچنین نشان می دهند که با مسن تر شدن افرادی که دچار این تغییرات ژنتیکی شده اند، هیپوکامپ مغز آنها بخشی که با حافظه و استدلال در ارتباط است به اندازه قابل توجهی کوچک می شود.

این تغییر ژنتیکی که در یکی از هر چهار اروپایی رخ می دهد می تواند ساختار پروتئین BDNF که برای سلامت سیستم عصبی داخلی بسیار حیاتی است را تغییر دهد. این مطالعه اولین نمونه ای است که نشان می دهد این تغییرات می توانند توانایی مغز سالم در انجام وظایف مهارتی را مختل کنند.

برای انجام این مطالعه صالحی و تیمش از شبیه ساز پرواز برای آزمودن واکنش و توانایی پرواز 144 خلبان مرد در محدوده سنی 40 سال به بالا که 38 درصد از آنها دارای یکی از نسخه های BDNF تغییر یافته بودند، استفاده کردند.

این آزمایشها طی دوره ای دو ساله سه بار تکرار شدند که طی هر بار تکرار، امتیاز کلی گروهی که دچار تغییر ژنتیکی بودند با سرعتی دو برابر بیشتر از دیگر گروه ها که از ژنهای سالم برخوردار بودند، کاهش پیدا کرد.

بر اساس گزارش تلگراف، صالحی با اشاره به اینکه هنوز دارویی که بتواند تاثیر این پروتئین را تقلید کرده و از مغز محافظت کند کشف نشده می گوید یکی از مطمئن ترین راه ها برای افزایش میزان پروتئین BDNF در مغز ورزش کردن است.

منبع : mehrnews.com

زیر و رو شدن جهان توسط ذرات کوچک نامرئی

کشف جدید فیزیکدانان سرن شاید در چند جمله ساده خبر از وجود ذراتی سریعتر از نور را داده باشد، اما به نظر می آید همین چند جمله ساده در صورت اثبات شدن می تواند 10 پدیده بسیار مهم و در کل تمام جهان را تماما زیر و رو کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، دانشمندان رسما اعلام کردند که ذرات تحت اتمی نیوترینو محدودیت بالاترین سرعتی که در جهان وجود دارد را شکسته و به سرعتی بالاتر از سرعت نور دست پیدا کرده اند.

اما بر اساس نظریه نسبیت خاص انیشتین، هیچ پدیده ای نمی تواند از این حصار عبور کند. از این رو چه یافته جدید فیزیکدانان نادرست باشد، چه فیزیکدانان مجبور شوند بر اساس یافته جدید درمورد نظریات مورد اعتماد تجدید نظر کنند، 10 حقیقت وجود دارند که شکسته شدن سرعت نور می تواند بر روی آنها تاثیر مستقیم داشته باشد:

نظریه نسبیت خاص

قانون سرعت نور پشتوانه اصلی نظریه نسبیت خاص انیشتین است که وی در سال 1905 ارائه کرد. بر اساس این قانون سرعت نور نسبت به تمامی ناظران با هر سرعتی که در حرکت باشند، 299 میلیون و 792 هزار و 458 متر بر ثانیه خواهد بود. این سرعت بالاترین حدی است که هر پدیده ای می تواند داشته باشد، حد بالای مطلق در حرکت.

یافته جدید فیزیکدانان این قانون قدیمی و مورد اعتماد را متزلزل می کند. به گفته "رابرت پلانکت" فیزیکدان لابراتوار فرمی، بر اساس نظریه نسبیت، ایجاد توانایی برای حرکت جسمی با سرعتی بالاتر از سرعت نور به انرژی نامحدود نیاز دارد. در صورتی که چنین امکانی وجود داشته باشد، در این صورت تمامی قوانین باید از نو نوشته شوند.

سفر در زمان

در نظریه نسبیت خاص آمده است که هیچ پدیده ای نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند، بر اساس این نظریه اگر پدیده ای بتواند این حصار را بشکند، قادر خواهد بود به گذشته سفر کند.

یافته جدید درباره نیوترینوها سوالات زیادی را برانگیخته است، اگر نیوترینوها واقعا می توانند سریعتر از نور حرکت کنند، پس این ذرات مسافران زمان خواهند بود. در واقع این ذرات قادر خواهند بود پیش از اینکه از نقطه ای حرکت کنند به همان نقطه برسند. فیزیکدانان می گویند از چنین توانایی در صورتی که واقعا وجود داشته باشد، می توان برای ارسال پیام به گذشته توسط نیوترینوها استفاده کرد.

علت و معلول

یکی از اصلی ترین قوانین علم فیزیک و در واقع تمامی علوم، قانون علیت است: علت همواره پیشتر از معلول است. این قانون در فیزیک کلاسیک پذیرفته شده است و نظریه خاص نسبیت، با وجود نسبی بودن حرکت یک جسم، برای حفظ این قانون مشقات زیادی را تحمل کرده است.

اما بر اساس این نظریه، در صورتی که جسمی بتواند سریعتر از نور حرکت کند، می تواند به زمان منفی سفر کند. در این صورت، یک "معلول" می تواند به گذشته سفر کرده و به پیش از زمانی بازگردد که "علتش" رخ داده است. چنین نتایجی می توانند نوعی ارتداد علمی به شمار روند و به طور حتم برای حفظ دوباره قانون علیت قوانین باید از نو نوشته شوند.

پلانکت می گوید بیشتر ساختار نظری که در قرن بیستم بنا شده بر اساس این مفهوم بوده که اجسام باید با سرعتی کمتر از سرعت نور حرکت کنند، تا جایی که متوجه شده ام، اگر جسمی داشته باشید که بتواند سریعتر از نور حرکت کند، می توانید رویدادها را پیش از رخ دادن مشاهده کنید.

E=mc^2

معادله مشهور انیشتین می گوید که انرژی (E) و جرم (m) با یکدیگر برابر بوده و می توانند به واسطه c به توان دو به یکدیگر تبدیل شوند، در جایی که c نشاندهنده ثابت سرعت نور است.

وضعیت سرعت نور به عنوان محدوده نهایی سرعت کیهانی دلیلی است بر حضور این ثابت در فرمول انیشتین اما در صورتی که c بالاترین سرعت موجود در جهان نباشد و اجسام بتوانند سریعتر از نور حرکت کنند، این معادله باید در موقعیتهای ویژه تنظیم شوند. شاید سرعت خاص نیوترینوها شایستگی به دست آوردن عنوان محدوده سرعت نهایی را داشته باشند.

مدل استاندارد

مدل استاندارد نام نظریه غالبی در فیزیک ذره ای است که در آن تمامی ذرات تحت اتمی که جهان هستی را ساخته اند تشریح می شوند اما در صورتی که قانون سرعت نور و نظریه نسبیت خاص بازنویسی شوند، این مدل نیز به تغییراتی نیاز پیدا خواهد کرد.

به گفته "استفان پارک" رئیس بخش فیزیک نظری لابراتوار فرمی یکی از سنگ بناهای مدل استاندارد نسبیت خاص است و در صورتی که بخواهید سنگ بنای یک ساختمان را دستکاری کنید، باید کل ساختمان را تغییر دهید.

نظریه ریسمان

این نظریه، ایده ای بسیار پیشرفته است که می گوید تمامی ذرات بنیادین درواقع حلقه های مرتعش یک ریسمان هستند. به نظر می آید این فرضیه مفاهیم بسیار گسترده ای را به کار می گیرد، از جمله احتمال اینکه جهان هستی از ابعادی بیشتر از سه بعد شناخته شده فضا و زمان برخوردار است.

آزمودن نظریه ریسمان به شکلی باورنکردنی دشوار است و هیچ مدرکی مبنی بر درست بودن این نظریه نیز وجود ندارد. اما در صورتی که محاسبات سرعت نیوترینوها درست باشد، به اعتقاد عده ای از فیزیکدانان شاید تنها نظریه ریسمان قادر باشد این پدیده را توضیح دهد.

شاید این نظریه مطرح شود که نیوترینوها در مسیری مستقیم حرکت نمی کنند، بلکه در عوض در ابعادی بیشتر از سه بعد شناخته شده که در نظریه ریسمان مطرح شده اند، جهیده و مسیرهای کوتاهتری را به سوی مقصد خود می یابند. درصورتی که نیوترینوها مسافتهای کوتاهتری را در زمان محاسبه شده طی کنند، در این صورت شاید سرعت واقعی آنها بیشتر از سرعت نور نباشد. 

نیوترینوها

شاید کشف جدید به این معنی نباشد که همه چیز می تواند سریعتر از نور حرکت کند، بلکه تنها نیوترینوها این توانایی را دارند در این صورت، ثابت می شود پدیده ای در جهان وجود داشته که دانشمندان قطعا درباره آن چیزی نمی دانسته اند.

نیوترینوها در حال حاضر به عنوان پدیده هایی عجیب شناخته می شوند. آنها خنثی و تقریبا بدون جرم هستند که به ندرت با ماده معمولی واکنش نشان می دهند. نیوترینوها چندین نوع یا به اصطلاح طعم دارند و در عین حال توانایی باورنکردنی برای تبدیل شدن از یک طعم به طعمی دیگر در آنها وجود دارد. از این رو این احتمال وجود دارد که بالاتر بودن سرعت آنها نسبت به نور ویژگی انحصاری دیگری باشد که تا کنون ناشناخته باقی مانده است.

تاکیون

در دهه 1960 فیزیکدانان پیشنهاد دادند که شاید ذراتی با توانایی حرکت در سرعت بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشند، این ذرات که "تاکیون" نامیده شدند، همواره در حالت نظری باقی مانده و هرگز ردیابی نشدند. به دلیل ویژگی های آشفته تاکیونها از قبیل احتمال زیر پا گذاشته شدن قانون علیت توسط آنها، بسیاری از فیزیکدانان این ذرات فرضی را نظریه ای حاشیه ای تصور کردند.

با این همه در صورتی که کشف جدید به اثبات برسد، شاید دانشمندان بخواهند بار دیگر نگاهی نزدیکتر و دقیقتر به نظریه تاکیونها داشته باشند.

ابرنواختر 1987A

یکی از متناقض ترین بخشهای شواهدی که درباره یافته جدید ارائه شده، از رصدهایی به دست آمده که بر روی ابرنواختر SN1987A در فاصله 168 هزار سال نوری از زمین و در ابر ماژلانی بزرگ انجام گرفته است. رصدهای انجام شده بر روی این ستاره بزرگ مرده نشان می دهد نور و نیوترینوهای پراکنده شده از انفجار این ستاره با فاصله ای یک ساعته از هم به زمین رسیده اند. در چنین مسافت طولانی، این پدیده به آن معنی خواهد بود که نور و نیوترینوها با سرعتی در حدود یک بخش از 100 میلیون بخش از سرعت اپتیکال نور سفر کرده اند. 

این رصد یکی از دستاوردهای بزرگ در اخترشناسی به شمار رفته و برای کاشف خود "ماساتوشی کوشیبا" جایزه نوبل فیزیک را به ارمغان آورد. با این همه یافته جدید با نتایج این رصد همخوانی ندارد. در یافته جدید عنوان شده که نیوترینوها در اصل با اختلاف 60 نانوثانیه در 730 کیلومتر از نور پیشی گرفته اند، این نسبت برابر دو بخش در 100 هزار بخش از سرعت اپتیکال نور است. به این شکل در صورت درست بودن نتایج مطالعات فیزیکدانان سرن، نتایج رصد ابرنواختری نیز متحول خواهد شد.

تکامل جهان اولیه

زوایای متعددی از اخترشناسی می توانند تحت تاثیر این کشف جدید قرار گیرند. تعدادی از اصلی ترین نظریه ها درباره تاریخ جهان هستی در واقع بر اساس محاسبات نیوترینوها و نظریه های مرتبط با نیوترینوها بنا شده اند.

به گفته "درک فوکس" اخترشناس دانشگاه پنسیلوانیا نیوترینوها در جهان هستی به وفور یافت می شوند و در صورتی که رفتاری متفاوت از آنچه شناخته شده از خود نشان دهند می توانند بر روی تمامی محاسباتی که درباره تکامل جهان اولیه انجام گرفته تاثیر بگذارند.

بر اساس گزارش لایو ساینس، به علاوه، نیوترینوها حاصل واکنشهای گداخت هسته ای که منبع انرژی ستاره ای به شمار می روند، هستند، به همین دلیل در صورتی که این ذرات رفتار متفاوتی را از خود نشان دهند، مدلهای ستاره ای نیز به بازنویسی نیازمند خواهند شد.