Het kabelfoutje en de neutrino’s
Claim dat deeltjes sneller reizen dan licht staat op losse schroeven

- Zoom
- Gran Sasso
- © Luigi Selmi / Flickr
- Diep onder deze grond zijn de neutrino's bij aankomst gedetecteerd.
De meeste natuurkundigen bleven sceptisch over de metingen die zouden aantonen dat neutrino’s sneller hadden gereisd dan licht. Dat lijkt nu terecht: een verkeerd aangesloten kabel heeft de tijdmeting waarschijnlijk verstoord.

- Zoom
- Gran Sasso
- © Luigi Selmi / Flickr
- Diep onder deze grond zijn de neutrino's bij aankomst gedetecteerd.
Zelden maakte een wetenschappelijk resultaat zo veel los als de uitkomst van een experiment waarmee het OPERA-team vorig jaar september naar buiten kwam. Neutrino’s, geproduceerd in het CERN in Genève, zouden een fractie eerder in het Italiaanse Gran Sasso zijn gemeten dan mogelijk was als ze met de lichtsnelheid hadden gereisd. Een heel kleine fractie: 60 nanoseconden. De onderzoekers vertrouwden hun resultaat zelf niet, maar konden ook na lang speurwerk niet vinden waar de fout zat. Ze deden daarom een beroep op de internationale gemeenschap van natuurkundigen: help ons uit te zoeken wat hier aan de hand is.
Nu, bijna een half jaar later, komt het team naar buiten met twee mogelijke fouten in de opstelling. Beide hebben te maken met de GPS-metingen (GPS staat voor Global Positioning System), de nauwkeurige plaatsmetingen die ook van invloed zijn op de tijdmeting in het experiment. ScienceInsider was (voor zover we weten) de eerste plaats waarop dit bericht werd verspreid, toen nog als onbevestigd gerucht. Een los kabeltje zou de meetafwijking verklaren.
Of, iets preciezer: volgens ‘bronnen’ lag het aan een slecht aangesloten glasvezelkabel die een GPS-ontvanger verbond met een computer. Deze ontvanger werd gebruikt om de het aankomsttijdstip van de neutrino’s te corrigeren - want de klokken moeten op alle plaatsen in de opstelling precies gelijk lopen. Na het verstevigen van de kabelaansluiting bleek de kabel zijn signalen ineens 60 nanoseconden eerder door te geven. Met andere woorden: de klok op de aankomstlocatie had de hele tijd precies die 60 nanoseconden achtergelopen, waardoor het leek alsof de neutrino’s iets te vroeg aankwamen. Terwijl ze dus gewoon met de lichtsnelheid hadden gereisd, precies zoals de theorie had voorspeld.
Kort nadat dit gerucht naar buiten kwam, is vanuit het OPERA team de volgende verklaring de wereld in gestuurd (vertaalfouten voorbehouden): ‘Het OPERA-samenwerkingsverband heeft, dankzij het voortzetten van zijn programma om de neutrino-snelheidsmeting te controleren, twee kwesties aangetroffen die het resultaat significant kunnen hebben beïnvloed. De eerste heeft te maken met de oscillator die is gebruikt om de tijdsaanduiding tussen de GPS-synchronisaties te genereren. Het tweede punt is gerelateerd aan de verbinding van de optische vezel die het externe GPS-signaal naar de centrale OPERA-klok bracht.
Deze twee kwesties kunnen de tijd dat de neutrino’s onderweg waren in tegengestelde richtingen beïnvloeden. Terwijl we doorgaan met onze naspeuringen, om het effect op het waargenomen resultaat zonder twijfel te kunnen kwantificeren, ziet het samenwerkingsverband uit naar het uitvoeren van een nieuwe meting van de neutrinosnelheid zodra een nieuwe bundel beschikbaar is in 2012. Een uitgebreid rapport over de hierboven vermelde controles en resultaten zal binnenkort beschikbaar worden gemaakt voor de wetenschappelijke comités en organisaties.’
Die voorlaatste zin doet vermoeden dat deze verklaring al een tijdje klaarlag. Waarom ‘in 2012’, terwijl dat jaar al bijna twee maanden oud is? Hoe dan ook, het lijkt erop dat Einstein zich weer tevreden terug kan draaien in z’n graf. Zijn relativiteitstheorie wint het waarschijnlijk toch van de uitdagende meting die de hele natuurkunde ondersteboven leek te zetten.
Nieuwe proeven, op dezelfde plaats én in het Amerikaanse Fermilab door het samenwerkingsverband dat MINOS heet (Main Injector Neutrino Oscillation Search), zullen later dit jaar met hun eigen resultaten naar buiten komen. Waarschijnlijke uitkomst: neutrino’s reizen een fractie langzamer dan licht - omdat ze vrijwel zeker massa hebben, zou de echte lichtsnelheid een brug te ver moeten zijn.