Κίνηση στο δεκαδιάστατο χρόνο με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός

Κίνηση στο δεκαδιάστατο χρόνο με ταχύτητα 

μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός

Τα νετρίνα, σωματίδια με μάζα τόσο μικρή, ώστε μέχρι πρόσφατα να νομίζουμε ότι είναι μηδέν, μετρήθηκαν να κινούνται μεταξύ των εργαστηρίων του CERN και του Grand Sasso με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή του φωτός στο κενό.

Η σχετική διαφορά είναι μικρή, περίπου στο πέμπτο δεκαδικό ψηφίο, αλλά το σφάλμα της μέτρησης είναι έξι φορές μικρότερο ισχυρίζονται οι φυσικοί του OPERA.

Ο πρόσφατος ισχυρισμός Ευρωπαίων επιστημόνων ότι βρέθηκε για πρώτη φορά κάτι στο σύμπαν -το υποατομικό σωματίδιο νετρίνο- που σπάει το φράγμα ταχύτητας του φωτός, σε αντίθεση με τη θεωρία σχετικότητας του Αϊνστάιν, προκάλεσε αναβρασμό στη διεθνή επιστημονική κοινότητα, η οποία απαίτησε τον επανέλεγχο των πειραματικών δεδομένων.

O ανιχνευτής νετρίνων OPERA στο Gran Sasso

Αν αυτή η μέτρηση είναι σωστή πόσο εύκολο είναι όμως για τους θεωρητικούς να φτιάξουν θεωρίες στις οποίες η βασική αρχή της σχετικότητας, η συμμετρία του Lorentz, να παραβιάζεται σε υψηλές ενέργειες, (ή σε κάποιο υπόχωρο της θεωρίας); η διαφορά, έστω και ελάχιστη, φέρνει τα πάνω κάτω στην μοντέρνα φυσική. 

Έτσι, το 1997 ξεκίνησε μια σειρά προσπαθειών πού κατέληξαν να δώσουν σημαντικούς περιορισμούς στο μέγεθος της παραβίασης της συμμετρίας του Lorentz, χρησιμοποιώντας πειραματικά δεδομένα από επιταχυντές και αστρονομικές/κοσμολογικές παρατηρήσεις. 

Παράλληλα,άρχισε μια προσπάθεια, από τους Moffat και Magueijo για την κατασκευή βαρυτικών μοντέλων με μεταβλητή ταχύτητα του φωτός, έχοντας σαν στόχο μια διαφορετική λύση των γνωστών κοσμολογικών προβλημάτων από αυτήν του κοσμολογικού πληθωρισμού.

Το 1999, ο Η. Κυρίτσης από το πανεπιστήμιο της Κρήτης, ενώ μελετούσε ένα καινούργιο αντικείμενο στην θεωρία των χορδών, τις D–βράνες, (κάτι σαν μεμβράνες εμβαπτισμένες στον δεκαδιάστατο χώρο της θεωρίας των υπερχορδών, με διάφορες διαστάσεις) έκανε την αναπάντεχη παρατήρηση ότι όταν ο δεκαδιάστατος χώρος ήταν κατάλληλα καμπυλωμένος, η ταχύτητα του φωτός πάνω στις D–βράνες, ήταν μεταβλητή, μικρότερη από τον περιβάλοντα δεκαδιάστατο χώρο, και άλλαζε ανάλογα με την θέση της D-βράνης.

Αργότερα οι Gibbons και Herdeiro στο Cambridge έδειξαν γενικά ότι η ταχύτητα του φωτός πάνω σε D–βράνες είναι ίση ή μικρότερη από αυτή στον περιβάλοντα χώρο.

Η ιδιότητα αυτή των D-βρανών, οδήγησε τους Η. Κυρίτση (Πανεπιστήμιο Κρήτης) και Α. Κεχαγιά (Πολυτεχνείο Αθήνας) και ανεξάρτητα τον P. Kraus (Chicago) το 1999, σε μια καινούργια μορφή κοσμολογικής εξέλιξης, (κοσμολογία mirage) όπου την κίνηση της D–βράνης στον περιβάλοντα χώρο την αντιλαμβάνονται οι «ένοικοί της» σαν κοσμολογική εξέλιξη.

Παράλληλα και ανεξάρτητα οι Chung και Freese (Chicago) το 1999 πρότειναν ότι κίνηση στο δεκαδιάστατο χρόνο με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός θα μπορούσε να λύσει τα κοσμολογικά προβλήματα χωρίς την συνέργεια του κοσμολογικού πληθωρισμού.

Όπως παρατήρησαν όμως το 2002 οι Ι.Αντωνιάδης (CERN), Η. Κυρίτσης, Θ. Τομαράς (Π. Κρήτης) και Ι. Ρίζος 10 (Π.Ιωαννίνων), το δεξί μισό του νετρίνο, μπορεί να κινείται στον δεκαδιάστατο χώρο,και άρα να έχει διαφορετικές κινητικές ιδιότητες από το έτερον ήμισυ.

Θα μπορούσε μια τέτοια θεωρία να παράγει ένα νετρίνο που κινείται πιο γρήγορα από το φώς;

Είναι αυτή η επιλογή που διάλεξε η φύση;
Οι φυσικοί ελπίζουν αυτές οι ερωτήσεις να απαντηθούν σύντομα.

Πηγή: Πανεπιστήμιο Κρήτης

Βιβλιογραφία

1. OPERA Collaboration, Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in

the CNGS beam, http://fr.arxiv.org/abs/1109.4897
2. J. Ellis et al., Probes of Lorentz Violation in Neutrino Propagation, http://arxiv.org/abs/0805.0253
3. S. Chadha και H. Nielsen, Lorentz invariance as a low-energy phenomenon, Nucl.Phys. B217 (1983) 125
4. S. Coleman, S. Glashow, Cosmic ray and neutrino tests of special relativity, http://arxiv.org/abs/hep-ph/9703240
5. E. Kiritsis, Supergravity, D-brane probes and thermal sYM: a comparison, http://de.arxiv.org/abs/hep-th/9906206
6. G. Gibbons, C. A. R. Herdeiro, Born-Infeld theory and stringy causality, http://arxiv.org/abs/hep-ph/9703240
7. P. Kraus, Dynamics of AntiDeSitter domain walls, http://arxiv.org/abs/hep-th/9910149
8. A. Kehagias, E. Kiritsis, Mirage Cosmology, http://arxiv.org/abs/hep-th/9910174
9. D. Chung, K. Freese, Can geodesics in extra dimensions solve the cosmological horizon problem?, http://arxiv.org/abs/hep-ph/9910235
10. I. Antoniadis, E. Kiritsis, J. Rizos, T. Tomaras, D-branes and the standard model, http://arxiv.org/abs/hep-th/0210263

www.kathimerini.gr Πηγή: Κέντρο Θεωρητικής Φυσικής Κρήτης