חדשות ומאמרים

אסטרונומיה ואסטרופיזיקה

האם תורת היחסות הפרטית ספגה מכה?

מאת: ד"ר יגאל פת-אל

מדענים ממאיץ החלקיקים הגדול שבצרן, שוויץ, הודיעו היום, 25 בספטמבר 2011 על מה שנראה כאחת מהתגליות המהפכניות ביותר מאז הוכרזה תורת היחסות הפרטית על ידי אלברט איינשטיין, לפני למעלה ממאה שנים – חלקיק הנע למעלה ממהירות האור.

אחד מנכסי צאן הברזל של תורת היחסות הפרטית ולמעשה של הפיזיקה המודרנית הוא שמהירות האור (בריק) היא מהירות סופית וכי אף גוף מוחשי אינו יכול לעבור את מהירות האור. ערכה  אינו תלוי במיקום הצופה, או במהירותו והיא סופית (מהירות האור בריק היא כ-300 אלף ק"מ לשניה).

קיומם של חלקיקים הנעים במהירות הגבוהה ממהירות האור תמיד הסעירה את דמיונם של המדענים ובמשך תקופה מסוימת בסביבות מחצית המאה הקודמת אפילו הוצעו חלקיקים כאלה שכונו בשם – טכיונים, חלקיקים היפותטיים שנעים אך ורק במהירות הגבוהה ממהירות האור. עד כה טרם נתגלו טכיונים וחלקיקים כאלה נותרו בגדר משאלת לב.

אולם, ייתכן שהיום התגלה חלקיק שנע במהירות גבוהה ממהירות האור. על פי הודעה זהירה באופן יוצא דופן של ג'יימס גיליס, דובר האיגוד האירופאי למחקר גרעיני, ייתכן והתגלה חלקיק שנע במהירות הגדולה ממהירות האור. החלקיק הוא הניטרינו, אחד החלקיקים המוזרים והמסתוריים יותר הקיימים בטבע. הנייטרינו (באיטלקית – נייטרון קטן) הוא חלקיק חסר מטען בעל מסת מנוחה הגדולה מאפס (עד לפני זמן לא רב היה מקובל להניח שמסת המנוחה שלו היא אפס) והתכונה העיקרית שלו היא חתך הפעולה הנמוך מאוד שלו. (בעת שאתם קוראים כתבה זו עוברים אינספור חלקיקי נייטרינו מבעד לגופכם ומבעד לכדור הארץ מבלי לבצע אינטראקציה עם החומר דרכו הם עוברים). הנייטרינו המצוי בקרינה הקוסמית נוצר  בריאקציות תרמו-גרעיניות בכוכבים וכן בעת קריסת כוכב מסיבי המוליכה להתפוצצות סופרנובה. מדידות שנעשו בעת התפרצות הסופרנובה הקרובה בשנת 1987 בענן הגדול של מגלן, אכן הראתה שהנייטרינו נע במהירות קרובה מאוד למהירות האור.

הניסוי בוצע על ידי ירייה של קרן נייטרינים שנוצרה במאיץ החלקיקים בג'נבה לכיוון מטרה באיטליה המצויה במרחק 730 ק"מ. החלקיקים גמאו את המרחק  בזמן הקצר ב-60 נאנו-שניות מהזמן שהיה נדרש להם לו נעו במהירות האור, כאשר טעות המדידה היא 10 נאנו-שניות.

אם אכן התגלה נייטרינו הנע במהירות הגבוהה ממהירות האור זו עשויה להיות סתירה לתורת היחסות של איינשטיין. על פי הניסוי, הסטייה שנתגלתה אמנם גדולה מטעות המדידה, אך למרות זאת המדענים השותפים לגילוי יצאו בבקשה מעמיתיהם במעבדות מחקר בארה"ב וביפן לבצע ניסויים שיאששו את הגילוי, שבמידה והוא נכון, עשוי להיות אחת מהתגליות המסעירות של הפיזיקה. אנו נמתין עד לתוצאות שיגיעו מהמעבדות בארה"ב וביפן כדי לראות האם הגילוי עליו דווח היום, 22 בספטמבר, אכן נכון.