Uma fotografia do beamline LHC
Poderia a luz LHC derramado na neutrinos rápida do Opera?
O resultado recente que os neutrinos parecem viajar mais rápido que a luz poderia ser testado no Large Hadron Collider (LHC), de acordo com um par de físicos em os EUA. Embora o acelerador de partículas europeu não seria plenamente capaz de confirmar ou refutar o resultado, seria capaz de testar um mecanismo que é pensado para ocorrer quando os neutrinos se mover mais rápido que a luz.
O resultado que os neutrinos pode viajar mais rápido que a luz veio em setembro, quando os físicos no experimento OPERA na Itália informou que neutrinos viajam 730 km para chegar de metro apareceu 60 ns muito cedo. Se o resultado estiver correto, ele irá contradizer a teoria de Einstein da relatividade especial, que diz que a velocidade da luz é a velocidade máxima possível.
De fato, muitos físicos têm apontado que o resultado OPERA deverão ser incompatíveis com outros comportamentos neutrino relatados. Em 1987, por exemplo, uma onda de neutrinos chegou à Terra, como resultado de uma explosão supernova distante três horas antes de os astrônomos viram a luz do evento. No entanto, se neutrinos eram tão superluminal como resultado OPERA sugere, sua chegada não teria sido antecipada por três horas, mas por mais de três anos.

Esgotada em altas energias

No final de setembro, os teóricos Sheldon Glashow e Andrew Cohen da Universidade de Boston, em destaque os EUA um outro problema em potencial. Eles desenvolveram um arcabouço teórico que permitiria neutrinos para viajar um pouco mais rápido que a luz, de acordo com o resultado OPERA. No entanto, eles descobriram que o quadro abriu outros processos que a física de partículas, normalmente, proíbem. Em particular, dizem Glashow e Cohen, um neutrino superluminal deve ser capaz de decair em um par elétron-pósitron mais um neutrino menos enérgico. Como resultado, o espectro de neutrinos no OPERA deve ser esgotado em altas energias - mas não é isso que a colaboração OPERA viu.
Agora, Hooman Davoudiasl do Brookhaven National Laboratory, em Nova York e Thomas Rizzo da SLAC National Laboratory, na Califórnia têm re-examinado Glashow e teoria de Cohen. Verdade, o quadro abriria decadência neutrino no vácuo, e Davoudiasl Rizzo dizer, mas os neutrinos OPERA viajavam principalmente através de rock. Talvez o rock bancas a decadência, por algum motivo - por exemplo, fazendo a transformação neutrinos ou "oscilar" em diferentes tipos - o que significaria quadro teórico Glashow e Cohen ainda seria compatível com o resultado OPERA.
Se sim, então mecanismo de Glashow e Cohen deve transformar-se em outros lugares - principalmente no LHC, digamos Davoudiasl e Rizzo. Neutrinos são produzidos no acelerador de partículas, por exemplo, quando energético decadência quarks top, mas eles normalmente não são observadas, porque passam em linha reta através dos detectores. Mas se mecanismo de Glashow e Cohen está no trabalho, em seguida, alguns dos neutrinos deve-se decadência, em cerca de um metro de onde eles são produzidos.Para alguém estudar as trilhas de partículas, este decaimento deve se manifestar como um par elétron-pósitron energético aparecendo de repente, como se do nada. "Este é um sinal relativamente fáceis de detectar no LHC", diz Rizzo.

"Usando uma pilha driver para quebrar um ovo"

Glashow e de acordo com Cohen Davoudiasl e análise Rizzo. No entanto, eles acham que seria muito esforço: apesar de um resultado positivo seria a favor da existência de neutrinos superluminal, um resultado nulo só sugerem que o quadro teórico está com defeito. Por outro lado, outros "long baseline" experimentos, como o experimento MINOS Fermilab em os EUA, têm a capacidade para refutar o resultado OPERA. Experimento Davoudiasl e Rizzo seria "como a utilização de uma pilha driver para quebrar um ovo", diz Glashow.
Rizzo concorda que um experimento de longa linha de base - ou seja, outro experimento OPERA-like que detecta neutrinos enviados através de muitos quilômetros - é o melhor caminho a seguir. Mas ele aponta que isso pode levar mais de um ano para esse tipo de experimento a ser realizado com uma certeza estatística suficiente."É interessante realizar testes como muitos outros, ainda que dependentes do modelo, utilizando como técnicas o máximo possível enquanto esperamos", diz ele. Rizzo acrescenta que a partir de conjuntos de dados existentes ATLAS do LHC e as experiências CMS deve revelar o neutrino decai, se existirem. "Pode ser possível obter os resultados em questão de poucos meses", diz ele.
A pesquisa será publicado na Physical Review D e uma pré-publicação está disponível no arXiv .