CRONACAULISSE

Dettagli sugli errori di misurazione (di nuovo neutrini)

CRONACA – Doveva esserci un errore. Questa è stata la reazione “di pancia” di un gran numero di fisici alla notizia, nel settembre scorso, che delle particelle subatomiche, i neutrini, sembrassero viaggiare più veloci della luce, in violazione della teoria della relatività di Einstein. La maggior parte dei fisici delle particelle sospettò che questa anomala velocità dei neutrini fosse il prodotto di errori nell’apparato sperimentale, ma suggerì che questo errore fosse difficilente percettibile, e nascosto nei dettagli della misura. Se un errore c’era, i fisici avvertirono, sarebbe potuto rimanere nascosto per sempre. Del resto, la storia della scienza non è nuova a risultati anomali che, rigettati dopo la mancata replicazione in esperimenti successivi, non sono però mai stati spiegati.

L’errore ci sarebbe. Uno, secondo quanto riporta il sito web Science Insider, che fa capo all’American Association for the Advancement of Science (AAAS); due, secondo quanto riporta il comunicato stampa appena pubblicato dal gruppo dell’esperimento OPERA del Cern (una collaborazione del centro ginevrino di cui fa parte anche l’Istituto nazionale di fisica nucleare italiano) e ripreso dalla rivista Nature. I punti significativi dei comunicati si possono trovare, in italiano, su OggiScienza (qui quello di Science Insider, e qui quello del Cern).

Su un dato le due fonti concordano: entrambe parlano di un malfunzionamento nella connessione del cavo a fibra ottica che porta il segnale del ricevitore GPS (Sistema di posizionamento globale), usato per misurare il tempo di volo dei neutrini, a una scheda elettronica all’interno di un computer. Questo problema avrebbe generato una discrepanza di 60 nanosecondi: sottratto questo tempo alla durata totale del viaggio dei neutrini, eccone spiegato l’arrivo anticipato.

Ma Science Insider omette un altro dato, molto importante, che invece il Cern riporta: c’è una seconda anomalia, che riguarda un oscillatore usato per fornire la “marcatura oraria” alle sincronizzazioni del GPS, cioè il tempo in cui un evento è riportato dal computer, che non è detto coincida con il tempo esatto in cui l’evento è avvenuto (anche se, in principio, si cerca di fare in modo che i due non differiscano di molto). Ora, questa seconda anomalia porterebbe a una sovrastima del tempo di volo dei neutrini.

A questo punto, è naturale chiedersi se i due effetti, una sovrastima e una sottostima, possano annullarsi. Su questo punto, però, per il momento non si può che speculare, dal momento che proprio il gruppo che lavora all’esperimento Opera sta cercando di capire se, e in che misura, i due effetti siano correlati. Caren Hagner, membro di Opera all’Università di Amburgo, in Germania, ha affermato a questo proposito: “Per il momento la collaborazione ha deciso di non fare dichiarazioni di tipo quantitativo: dobbiamo prima ricontrollare e discutere i risultati con maggiore calma”. Nuove misurazioni sono previste per il mese di maggio.

Nell’attesa di chiarire questo dubbio, c’è comunque un dato interessante da riportare, e che non ha a che fare con le grandi questioni della fisica, ma con qualcosa di ben più tangibile. Tre settimane dopo l’annuncio dei risultati di OPERA in settembre, sul server arXiv (un archivio che raccoglie le pubblicazioni scientifiche non ancora passate al vaglio della peer review) furono caricate oltre 80 pubblicazioni di ricercatori impazienti di spiegare cosa fosse accaduto nel corso dell’esperimento: segno, questo, di una evidente vitalità di questa branca della fisica.

Si è spesso affermato che l’epoca della fisica dei grandi esperimenti e degli enormi costi si è concluso con la fine della guerra fredda e dell’epoca della minaccia nucleare, e che la fisica ha lasciato il posto ai grandi progetti nel campo delle scienze della vita, in genere meno onerosi finanziariamente e con risvolti più immediati sulla salute dell’uomo. Per quanto sia difficile negare questo dato, tuttavia, pare che il Cern continui a costituirne una delle rare eccezioni.

Creditit immagine: cdrummbks

9 Commenti

  1. Guarda che gli articoli correlati sono molte centinaia e contrariamente a quanto affermato mostrano la debolezza della fisica della particelle che seguono qualunque cosa di nuovo, perche’ hanno subito lo stop nella loro ricerca : Le stringhe , la supersimmetria non sembrano essere parte dell’Universo. Non c’e’ nulla ne’ di teorico ne di sperimentale oltre il modello standard, ma il vero Universo ha comunque cose oltre le nostre conoscenze , dark matter , dark energy , solo che non passano ne per il CERN ne’ per la tyeoria delle stringhe..

  2. Notizia del 23 febbraio 2012I “ i neutrini non sono superveloci “
    Osservo, anzitutto, che interpretare la teoria einsteiniana della relatività appesa al filo della “c”, con problemi di sopravvivenza e osservarla oggi chiamata ad esaltante vendetta non essendo i neutrini superveloci (cfr. la Repubblica, giovedì 23 febbraio 2012) è prefigurarsi un lettore sprovveduto di quanto Albert Einstein scrive (cfr. Il significato della Relatività, Brun-swick 1922; trad it. Boringhieri 1959, pag 28) a proposito: la velocità finita rende possibile “stabilire tra posti differenti relazioni che comportino un certo tempo: ”… e “non ha impor-tanza quali tipi di processi si scelgano per tale definizione di tempo, ma è teoricamente vantaggioso scegliere quei processi sui quali si conosca qualcosa di sicuro”.
    Per questo occorre non oscurare il fatto che, se la scelta di Albert Einstein riguarda la velocità della luce lo è perché – precisa lo stesso Einstein- qualcosa di sicuro “avviene per la propagazione della luce nel vuoto in misura maggiore che per qualunque altro processo, grazie alle indagini di Maxwell e di Lorentz”. Chiarito ciò a vantaggio del lettore, si può aggiungere che la presenza di eventuale supervelocità non esce dal solco della rivoluzione einsteiniana.
    Le rivoluzioni scientifiche, sono “episodi straordinari” (T. Kuhn). cioè dovuti ad un problema non risolvibile per mezzo di regole e procedimenti noti. Ed allora, pregiudizievole è l’ inconsapevolezza che il caso Opera, per nulla ha questo carattere: usa mezzi e regole e procedimenti noti per misurare una velocità di una particella, che benché ne abbia avuto visibilità teorica (W. Pauli, 1930) e natali in quantistica (è fermione) ed esistenza sperimentale (Clyde Cowan e Fred erick Reines. 1956), viene trattata alla stregua di un mobile, esigente sincronizzazione relativistica, e misura di distanze spazio-spaziali. La novità rivoluzionaria, non sta nello annunciato scrupolo di ben vincolare una fibra ottica all’apposito morsetto o nel farsi carico dello zig-zag della luce lungo essa, semmai consiste, in un aumento di capacità intellettuali, in una straordinaria fondazione di sensibilità, nel saper vedere in coerenza con ciò che la teoria rende visibile.
    Mettiamo, quindi, da parte i sensazionalismi della sconfitta o la prospettiva di una vittoria possibile futura: ciascuna teoria è storia, perché ha un cominciamento ed un capolinea; e, preferibilmente, rileggiamo la distinzione galileiana tra divino e umano nel senso che Il gran libro della natura non lo legge ma lo scrive l’uomo attento alla temperie dei tempi che mutando lasciano permanente il compito del cominciamento: l’episodio straordinario di cui dice Thomas Kuhn, tutto sommato, è una cesura che esige un nuovo cominciamento, non un uppercut ko.
    Einstein non ha bisogno di proteggersi dal caso Opera le cui questioni tecnico-operative corrono comunque ben lungi da aspirazioni a velocità infinite. Per la Teoria della relatività, la costante velocità della luce nel vuoto è la chiave di volta del costrutto einsteiniano; ma è anzitutto asserzione della insignificanza fisica di velocità infinita che toglie una dimensione alla realtà fenomenica. Peraltro, è impraticabile la nozione di velocità infinite, e bizzarra sarebbe l’idea di rimettere al tempo il ruolo newtoniano di posticcio ad hoc, gratuito articolato con dimensioni spaziali chiamate a tollerarlo.
    Insomma, il Genio di Einstein non si rivolta nella tomba; semmai si compiace, ritengo, del fatto che in continuità col suo sogno si innalzino regioni teoriche per altre avventure lungo aggiornati percorsi, per nuove odissee del concetto che sono i vivaci problemi della GUT.
    Palmi, 24 febbraio 2012 Giuseppe Chiofalo

  3. Personalmente io ero sicuro che sarebbe finita cosi’ La ragione e’ semplice ; Ci sono delle scoperte che contaddicono troppe fatti sperimentali noti in modo tale da non lasciare spazio alla novita’. Per esempio se uno scoprisse ad un certo momento che l’equazione di Schroedinger non funziona in condizioni quando dorebbe funzionare deve subito ammettere che le probabilita’ che la nuova scoperta sia corretta sono molto basse perche’ ci srebbe un lavoro enorme da fare per spigare come tutti questi fenomeni diventati di colpo anmali sono invece normali.
    Mi accorgo di essere stato abbastanza confuso pero’ lascio il mio “remark” sulla web per vedere se qualche collega piu’ epistemologico del sottosritto ha voglia di rzionalizzare o contraddire il mio pensiero.

  4. Ho recentemente sentito che dal CERN si giustifica la novità della velocità dei neutrini con due ipotesi strumentali:
    – la difficoltà di sincronizzare gli orologi distanti 700 km
    – l’imperfezione di alcuni contatti elettrici che possono causare l’effetto di anticipare la percezione, da parte del sensore, dell’arrivo dei neutrini.
    A parte che la perfezione raggiunta dalle apparecchiature rende quasi inesistente l’errore di sincronizzazione degli orologi anche a grande distanza, a me sembra che l’imperfezione di un contatto elettrico potrebbe al massimo ritardare, non anticipare l’arrivo di un neutrino. Il sensore non può “prevedere” che sta arrivando un neutrino solo perché c’è un falso contatto nella circuiteria elettronica.
    Io penso che si debba piuttosto considerare che lo spazio è pervaso da una stragrande quantità di neutrini che viaggiano anche attraverso la materia senza interferire con le sue particelle (molecole, atomi, nuclei atomici o elettroni) perché molto più piccoli di esse ed assolutamente neutri, cioè privi di cariche elettriche che potrebbero influenzare il loro moto.
    Però i neutrini possono senz’altro interferire con altri neutrini, quindi due neutrini si possono scontrare e, come due palle di biliardo, rimbalzare ed essere deviati dalla loro traiettoria.
    Il potente fascio di neutrini lanciato dal CERN in direzione del Gran Sasso, dove ci sono le apparecchiature che li devono rivelare al loro arrivo, viaggia attraverso gli strati rocciosi della terra, ma anche attraverso il mare di neutrini che continuamente, provenienti dallo spazio, sommergono tutta la terra, compreso il tragitto fra il CERN e i Laboratori del Gran Sasso. Viene quindi spontaneo pensare che, gli eventuali scontri fra neutrini che possono avvenire in prossimità dei sensori possano spingere alcuni neutrini vaganti, in avanti rispetto a quelli inviati dal CERN e quindi i sensori possono segnalare l’arrivo di questi neutrini rimbalzati, prima di evidenziare quelli effettivamente lanciati dal CERN.
    Un modo per poter controllare questo effetto potrebbe essere quello di contare quanti neutrini sono stati lanciati e quanti neutrini sono effettivamente arrivati. Questi potrebbero essere in numero superiore (a meno di eventuali perdite durante i rimbalzi).

  5. Se noi prendiamo dei neutrini e li facciamo girare in un anello di accelerazione a Ginevra, tenderanno dentro ai magneti di contenimento di assumere una posizione di minor resistenza, cioè diventeranno una specie di serpentone.
    Hanno comunque una dimensione e un peso, piccolissimi ma ce l’hanno, Quando a Ginevra hanno rilasciato i neutrini, come aprire un rubinetto, sono fuoriusciti in un tempo “medio” quindi sempre in un tempo “medio” sono stati rilevati al Gran Sasso.
    Le discrepanze fanno si che sembra sia occorso un tempo inferiore per compiere il tragitto CERN-Gran Sasso.
    Se è vero che si muovono sempre e solo alla velocità della luce in qualsiasi direzione indipendentemente dalla fonte di emissione, si potrebbe dedurre anche la velocità dei sistemi di riferimento nello spazio. (il sistema solare e la nostra galassia)

  6. […] Fonte: Dettagli sugli errori di misurazione (di nuovo neutrini) « Oggi Scienza. Articoli che ti potrebbero interessare:Nuova vittoria per i Neutrini, più veloci della luceAggiornamenti sulla questione dei neutrini super veloci: si attendono le conferme dal mondo scientificoClamoroso, Einstein aveva ragione: i neutrini non sono più veloci della luceSarà ripetuto l’esperimento sui neutrini: tutti i dettagliNeutrini superveloci? ecco i dubbi sulla veridicità della scoperta di qualche settimana faPowered by Contextual Related Posts […]

  7. E’ davvero una brutta figura quella fatta da chi ha sottoscritto e consentito di rendere pubblica la poco accertata novità. E’ da apprezzare il coraggio di chi ha voluto che l’errore fosse reso pubblico. Credo che persino sulla dichiarata ipotesi, su cui si basano gli esperimenti del CERN, bisognerebbe tornare a riflettere, rendendo ragionevoli e degne di approfondimento anche altre ipotesi di nascita o comunque iniziale formazione dell’universo. Il famoso Big Bang può essere una fase,peraltro non unica,nè isolata del processo evolutivo dell’universo,ma non la sua esclusiva origine. A meno che la teoria dell’origine dell’universo non la si voglia ancora una volta accostare o non rendere contrastante con la ricorrente e persistente teoria del Creazionismo, spostando in tal modo l’atto creativo a 14 miliardi di anni fa.
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