26 settembre 2011

Superata la velocità della Luce: in crisi la relatività di Einstein

La teoria della relatività generale, sulla quale si basa tutta la fisica moderna, afferma che non è possibile per un oggetto di massa M superare la velocità C della luce. Il numero C è una costante e vale 299.792,458 kilometri al secondo, spesso approssimato a 300.000 Km/sec. Se la velocità di tale oggetto si avvicinasse sempre di più al valore di C accadrebbe infatti che la forza F che lo spinge invece di incrementare la sua velocità incrementerebbe la sua massa M a valori che tendono all'infinito. Quindi secondo tale teoria ci si attenderebbe che ogni verifica sperimentale sulla velocità effettiva di oggetti dotati di massa o su forme di radiazione elettromagnetica emesse (anche la luce lo è) non superasse mai il valore di C.

In altre parole se un qualsiasi oggetto va a superare il valore di C invalida la famosa equazione di Einstein E=M x C^2 che afferma che l'energia E è frutto della massa M moltiplicata per il quadrato della velocità della Luce C. 

Ora sarebbe successo effettivamente questo! Infatti il 22 settembre un esperimento svoltosi tra l'acceleratore di particelle del CERN di ginevra e il rilevatore del INFN del gran sasso hanno rilevato che un fascio di neutrini ha invalidato il valore di C, ovvero ha viaggiato a una velocità superiore a quella della luce. Se tali risultati verranno confermati da successive osservazioni né seguirà che occorrerà rivedere completamente la teoria della relatività generale ovvero la teoria einsteniana fondante della nostra fisica. L'esperimento in dettaglio è stato eseguito facendo percorrere 732 km al fascio di circa 15.000 neutrini emesso dall'acceleratore del CERN  "Super Proton Synchrotron" a Ginevra e intercettato poi dal rilevatore "Opera" del INFN in provincia di L'Aquila sotto le montagne del GranSasso .

I risultati, poi presentati a Ginevra, dimostrano che i neutrini impiegano 2,4 millisecondi per coprire la distanza, con un anticipo di 60 miliardesimi di secondo rispetto alla velocita’ attesa. L’analisi dei dati, raccolti negli ultimi tre anni, dimostra che i neutrini battono di circa 20 parti per milione i 300.000 chilometri al secondo ai quali viaggia la luce. Il risultato e’ stato ottenuto con una serie di misure ad altissima precisione, fatte in collaborazione con gli esperti di metrologia del Cern e di altre istituzioni.  La distanza tra l'origine del fascio di neutrini e il rivelatore Opera e’ stata misurata con un'incertezza di 20 centimetri sui 730 chilometri del percorso e il tempo di volo dei neutrini e’ stato determinato con una precisione di meno di 10 nanosecondi, utilizzando strumenti molto sofisticati, come sistemi Gps progettati appositamente per l’esperimento e facendo uso di orologi atomici.

Bisogna sicuramente confermare questo esperimento con ulteriori prove per escludere errori di misura, in fondo i neutrini sono oggetti quasi privi di massa e sono quindi in grado di "trapassare" la materia ordinaria senza alcuna interferenza. Potrebbe quindi anche essere vero il contrario: ovvero che la vera velocità della luce C è quella rilevata sul flusso di neutrini e che le precedenti misurazioni erano sbagliate poiché misuravano velocità degli elettroni i quali, avendo una massa superiore di 500.000 volte a quella dei neutrini probabilmente subivano rallentamenti durante il percorso. Se però così non è bisognerà mettere in dubbio una parte di quella teoria della fisica, la relatività generale, che negli ultimi 110 anni aveva riscontrato solo conferme.

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