12. července 2018 vědci z observatoře IceCube Neutrino oznámili objev vysokoenergetických neutrin. Tento objev opět potvrdil správnost nejslavnějšího fyzika dvacátého století.
Dokonce i záhadné strašidelné částice, které sotva interagují s běžnou hmotou, sledují obecnou teorii relativity a znovu potvrzují Einsteinovu správnost. Dosud tyto vysoce energetické subatomické částice poskytují nejlepší důkaz pro Lorentzův princip.
Lorentzův princip je základním kamenem Einsteinovy teorie relativity, která uvádí, že všechny objekty se řídí fyzikálními zákony, pokud se pohybují konstantní rychlostí. Podle jednoho aspektu teorie relativity všechny objekty pozorují stejnou rychlost světla, i když se samy pohybují různými rychlostmi. Astronaut, který se pohybuje rychlostí milionu kilometrů za hodinu, bude pozorovat stejnou rychlost světla jako šnek plazící se po cestě ve vesnici. Budou pozorovat pohyb světla rychlostí 299 792 kilometrů za sekundu.
Vědci však nepřestali testovat Einsteinovu teorii relativity od roku 1905, od doby, kdy ji poprvé publikoval. V padesátých letech, kdy byla objevena neutrina, se někteří odborníci ptali, zda se nenabité částice řídí Lorentzovým principem. Vědci přemýšleli, jestli by tajemná síla zvaná Lorentzova narušení mohla způsobit, že tyto objekty změní jejich chování a vyvrací Einsteinovy teorie.
Poměr pravděpodobností přechodu vertikálních neutrin na horizontální v observatoři IceCube / IceCube Collaboration.
V nové studii zveřejněné v časopise Nature Physics vědci z Massachusetts Institute of Technology v Cambridge a IceCube Collaboration na stanici Amundsen-Scott na jižním pólu zjistili, že i neutrinos se řídí teorií relativity.
Po analýze dat shromážděných během dvou let pomocí neutrino detektoru IceCube, vážení jednoho gigatonu, vědci dospěli k závěru, že nebyly zjištěny žádné anomálie, které by naznačovaly, že neutrino ignoruje Einsteinovy zákony.
"Hledali jsme odchylky porušující Lorentz, ale nemohli jsme najít," říká vedoucí autor, profesor fyziky na MIT. "Tím se uzavírá kniha o možnosti Lorentzova narušení pro řadu vysokoenergetických neutrin na velmi dlouhou dobu."
Propagační video:
Sledováním Lorentzova principu mohou vědci předpovídat, do jaké míry budou neutrina dané hmoty oscilovat. To znamená, že neutrino musí urazit určité vzdálenosti, než se stane mionem. Jakákoli odchylka od tohoto principu by stačila k otočení Einsteinovy teorie relativity, přinejmenším na úrovni neutrin.
Avšak tato studie i její výsledky se staly vynikajícími objevy ve světě vědy, protože vědci měli poprvé možnost studovat vysokoenergetická neutrina na Zemi. A pokud by došlo k Lorentzovu narušení, pak by bylo velmi snadno detekovatelné při tak vysokých energiích.
"Podařilo se nám definovat hranice tohoto hypotetického pole, které jsou mnohem, mnohem přesnější než všechna předchozí," říká Konrad.
Vladimir Mirny