Harald Maurer schneller als Neutrinos

[nocheinPoet]

[973]

@rk: Nachtrag, zur Neutrino-Masse, hab' ich gerade zufällig gefunden aber noch nicht analysiert, Vortrag von heute:

http://hepdserv.phys.utk.edu/BLV/DocDB/0000/000054/001/Schwetz-BLV.pdf

Da sind noch diverse andere sachen:
http://hepdserv.phys.utk.edu/BLV/cgi-bin/Public/DisplayMeeting?conferenceid=3

[galileo2609]

[zeitgenosse]

[FrankSpecht]

[pauli]

Einen der wichtigsten Aspekte lässt NZZ zum Glück nicht unerwähnt:

[973]

M.E. ist es nützlich und angebracht, vorsorglich Worte wie Grenzgeschwindigkeit, Geschwindigkeit des Lichtes usw zu verwenden und dies zu unterscheiden. Obwohl ich meist schlampig bin bei Formulierungen, benutze ich teilweise das Wort Grenzgeschwindigkeit statt Lichtgeschwindigkeit wo mir die Unterscheidung wichtig erscheint.

Wir kennen genug Fälle, etwa in Materie, wo die Geschwindigkeit vom 'physikalischen Licht' unter der Grenzgeschwindigkeit liegt, was insofern absolut nicht verwunderlich wäre wenn es dazu weitere Fälle gibt (und deshalb aus irgendwelchen Gründen auch Licht etwas langsamer als Neutrinos sein kann). 'Schlimmstenfalls' hätte man Erklärungen zu finden, falls bzw Vakuum einen höheren Brechungsindex für Licht hat als für Neutrinos.

Für die Physik und RT jedoch ist allein relevant die Grenzgeschwindigkeit. Und daß die G. überschritten wäre, geht absolut nicht daraus hervor selbst wenn die Ergebnisse signifikant werden sollten daß Licht etwas langsamer als zBsp Neutrinos ist. Umgekehrt eher, wären Neutrinos wirklich Überlichtschnell, dann würde die ganze Theorie und Folgerungen einschließlich Entstehung und Nachweis solcher 'tachyonischer' 'Teilchen' gar nicht mehr funktionieren und man wüßte wohl nicht einmal mehr ob bzw. was man überhaupt beobachtet hat. Umgederht allerdings sind alle Experimente zur Invarianz der LG auch dann wesentlich korrekt wenn sie knapp unterhalb der G liegt, weil additive Geschwindigkeiten um den Faktor 1-(v/c)² verringert erscheinen, also bei einer LG von 10⁻⁵ nahe der G. Zusatzgeschwindigkeiten (wie die der Erde) bereits auf etwa 10⁻¹⁰ (statt klassisch 1) verringert würden , und deshalb jedenfalls nichts die für die Theorie relevante G. überschreit.

Nochmal, wie ich immer voranstelle, sind zunächst wieder und wieder derartige Versuche zu wiederholen, danach Anstrengungen zu unternehmen, verbleibende Anomalien ggf durch normale Physik zu erklären. Da das aber sicherlich jahrelang dauert, schadet es zur 'Schadensbegrenzung' und Eindämmung der Phantasie und Spekulationen nichts, darauf hinzuweisen daß sowieso kein Problem für die Physik inkl. RT besteht.

Was auf alle Fälle von sehr großem Wert ist, sind diese Versuche überhaupt, selbst falls sich herausstellen wird daß dieser erste Versuch irgendwelche systematischen Fehler beinhaltet. Was momentan zu tun ist, ist derartige Versuche wo immer möglich zu wiederholen und potentielle Fehlerquellen auszuschließen, aber das ist eben genaudasselbe wie immer in der Physik.

[ralfkannenberg]

[973]

Zunächst einmal, ganz allgemein gesagt, ist die aktuelle Forschung immer an einem Punkt wo vieles unklar ist und zunächst sehr unterschiedliche Meinungen bestehen, oft auch für Viele unerwartete Resultate auftauchen. Dabei ist mE wichtig, daß diese Meinungen noch 'naheliegende', nahe Extrapolationen und auch in ihren zusätzlichen Annahmen noch nachvollziehbar sind, statt wahrlosen Spekulationen oder Vorzug der jeweils absurdesten oder entferntesten verschiedener Möglichkeiten.

Wenn sich daran jemand stört, daß alle insofern regelmäßig nicht gesicherten und sehr unterschiedlichen Annahmen oder Schlußfolgerungen der aktuellen Forschung stets Privattheorien irgendwelcher Leute sind, der kann ja und sollte besser weit davon entfernt bleiben, und sich nur mit der Schulphysik beschäftigen, wo die Sicherheit größer ist. Denn das Risiko, sich mit etwas zu beschäftigen, was sich hinterher als falsch herausstellt, und man dann jammert damit umsonst Zeit verschwendet zu haben, ist an der Front der Forschung unumgänglich.

Zu meinen, man hat Sicherheit und was ordentliches in der Hand, wenn man den Raubrittern der Verlage 50 Euro peep-show-Gebühr bezahlt hat, wie man aus posts mancher Leute herauslesen kann, ist genauso unsinnig aber haben die Betroffenen auch mindestens ebenso verdient, wie wenn man zum Heilpraktiker oder Zauberer geht, dort eine private Sprech- bzw Laberstunde teuer bezahlt, bebauchpinselt wird, und danach selbstgefällig meint man sei ja viel schlauer gewesen und habe eine bessere Behandlung erhalten als alldie die zum gewöhnlichen Arzt gehen.

Im vorliegenden Fall ist ein Ergebnis erhalten worden, daß Neutrinos eine Strecke schneller durchlaufen als vermutlich (nicht direkt gemessen) von Licht durchlaufen. Diese Arbeit hat ein Team vieler Forscher durchgeführt, und ganz zusammenfassend wurde zur Sicherung nahezu alles ausgeschöpft, was jedenfalls mit diesem Instrument und mit diesen Methoden möglich ist. Nach einigen Jahren entschloss man sich nun, das Ergebnis zumindest bekanntzugeben, freilich mit allen Vorbehalten, und hauptsächlich um die Allgemeinheit zu weiteren Experimenten und das Finden evtl. Fehler zu beteiligen. Das ist m.E. OK so, korrekt abgewägt.

Es ist sowieso vollkommen normal und klar und braucht deswegen eigentlich nicht verlangt zu werden, daß alle experimentellen Ergebnisse zu wiederholen und zu sichern sind; ich selbst sehreibe idR von Erfahrungen statt Beobachtungen als Grundlagen für Schlußfolgerungen, wobei die Sorgfalt alias proportional der behaupteten nötigen Änderung vhd. Theorien sein muß. Hier gäbe es genug denkbare systematische Fehler, schon angefangen mit der im Vergleich zum Effekt ca. 50-fachen Größe und Unbestimmtheit von Instrument und Ort wo die Neutrinos entstanden bzw nachgewiesen werden. Hier sind einfach weitere Ergebnisse an anderen Orten abzuwarten.

Ein Nebeneffekt sind aber immer die falschen Auslegungen der Resultate. Daß das auch bei diesem Ergebnis jetzt der Fall ist, ist wohl total überflüssig näher zu erläutern.

Deshalb ist zunächst einmal klarzustellen, was - falls stichhaltig - überhaupt gemessen wurde, und was dies (oder der ungünstigste Fall) an Konzequenzen hätte, und was nicht.

Und das ist einfach, daß die Geschwindigkeit vom Licht wohlmöglich geringer als die Geschwindigkeit von Neutrinos ist. Dabei geht es um mögliche Größenordnungen von 10⁻⁵ . (die Neutrinos braucht man daneben nicht untereinander zu unterscheiden, deren evtl. Massenunterschied ist viel geringer). Mit der Grenzgeschwindigkeit oder theoretischen LG hat das zunächst überhaupt nichts zu tun. Zwar wurden viele Versuche mit Licht gemacht, um festzustellen bzw zu belegen, daß es iW die Lichtgeschwindigkeit ist, die der Grenzgeschwindigkeit entspricht, aber trotzdem sind diese Ergebnisse nicht so genau, um auszuschließen, daß die Geschwindigkeit vom Licht geringfügig unter dieser Grenzgeschwindigkeit liegt. Auch weiterhin wird man meist sagen können, das iW die LG unüberschreitbar ist, sobald es aber auf Genauigkeit ankommt und/oder sonst Fehlschlüsse und unsinnige Spekulationen aufkommen, ist es besser das zu unterscheiden. Was definitiv nicht durch die Ergebnisse behauptet wird, ist daß etwas schneller als die Grenzgeschwindigkeit ist, die auch für die RT relevant ist, sodaß auch alle folgenden Spekulationen keine Basis haben.

Warum dann Licht langsamer als die Grenzgeschwindigkeit und evtl. auch langsamer als Neutrinos ist, ist eine zweite Frage. Es verwundert mich nicht besonders, an solchen Stellen wo es evtl. drauf ankommt schreibe ich schon lange Grenzgeschwindigkeit. Das dürften aber iW der QT , QFT usw zuzurechnende Gründe sein, für die RT ist das belanglos. In Materie ist die Geschwindigkeit vom Licht sowieso geringer als die Grenzgeschwindigkeit -- und obwohl schon der bahre Sachverhalt reicht, sei noch angemerkt, daß zumindest bei einzelnen Photonen mE noch auf eine funktionierendenErklärung wartet. Die Jahre die es dauert, die Messungen zu reproduzieren, kann man ruhig auch mit zur Klärung dieser Frage nutzen.

Auch bei der SN wurden ja anscheinend Neutrinos vor dem Licht beobachtet, nur wäre der Unterschied demnach geringer. Andererseits kann die Differenz energieabhängig sein. Erklärungsmöglichkeiten gibt es viele. Letztendlich kann man nur weitere Experimente abwarten, um sichere Kenntnisse zu bekommen, auch um zu beurteilen ob das mit dem obigen Experiment inkompatibel ist oder nicht.

Übrigens wäre, falls experimentiell bestätigt, auch i.S. gröserer Naheliegendheit anzunehmen, daß das Licht aus irgendwelchen Gründen langsamer als die Gg. ist, ebenso aber geringer auch die Neutrinos, und zu klären weshalb, anstatt die RT und die genze Physik umzukrempeln.

Eine angebrachte Haltung ist m.E., nicht spekulativ in vorwärtigem Sinne; eher, schnellstens eine Schadensbegrenzung vorzunehmen, einzugrenzen was wirklich beobachtet wurde, und mit den minimalsten Hypothesen und/oder Änderungen auszukommen um erhaltene oder lange bekannte Erfahrungen zu erklären. Im Sinne dieser Eingrenzung besteht mE kein Grund die Physik wesentlich ändern zu müssen, stattdessen müssen jedoch erheblich die Experimente intensiviert werden.


@rk: Nachtrag: "Somit würde die Vakuum-Grenzgeschwindigkeit nicht nur von der Ruhemasse 0 abhängen, sondern auch noch von dieser "Abbremsung", die beim Licht stärker ausfällt als (zumindest) bei den myonischen Neutrinos ..." Bitte bedenke, daß Licht ja auch in Materie unter der Grenzgeschwindigkeit liegt, einschlieslich langsamer als Teilchen. Das ist letztendlich ein QT Effekt, und es ist durchaus denkbar (und jedenfalls auch einer Umkremplung von RT und Physik vorzuziehen), daß es auch noch andere gibt.

[Barney]

[Uli]

[Snusmumriken]

Hi Neunhundertdreiundsiebzig,

ich halte deine Einschätzung für falsch:

[973]

Was auf alle Fälle und ohne Zweifel durch zahlreiche Experimente nachgewiesen wurde, ist daß die Grenzgeschwindigkeit 'sehr nahe' (bis auf die Genauigkeit der Experimente) der Lichtgeschwindigkeit entspricht.

Es ist aber fraglich, ob bzw. welche Experimente am sensibelsten sind, genau evtl. kleine Abweichungen der LG zur GG (im hier in Frage kommenden Bereich von unter 10⁻⁵) aufzuzeigen oder genau zu messen. Anders als zBsp Messungen des Laufzeitunterschiedes, geht bei anderen Experimenten wie dem MME eine solche Abweichung nur quadratisch ein. Am naheliegendsten ist das für Geschwindigkeiten; während klassisch bzw bei langsam bewegten Objekten die Erdgeschwindigkeit von 30 km/s praktisch voll eingeht und in ihrer Richtung eine entsprechend meßbare Anisotropie vorhanden wäre, geht bei Licht im Falle genau der Grenzgeschwindigkeit bzw. einer Abweichung, jede Bewegung des Beobachters überhaupt nicht mehr bzw nur um deren Quadrat abgeschwächt ein. Mit anderen Worten, die Erdgeschwindigkeit geht gleichermaßen praktisch auf 0 reduziert ein, egal ob die LG 299800 km/s (= GG) oder 299792,5 beträgt [Zahlenwerte als reines Beispiel].

Um eine Abweichung von der Grenzgeschwindigkeit messen zu können, wird man geeignete Experimente zu wählen haben, nämlich solche wo die Abweichung linear eingeht. Das ist bei der Laufzeitmessung der Fall, allerdings hat man hier zum Vergleich nur Teilchen bei denen man annehmen muß daß sie unter der Grenzgeschwindigkeit liegen (was man mE bei allen beobachteten Teilchen sowieso sollte). Wie schon angemerkt, sind Abweichungen von der Grenzgeschwindigkeit von Teilchen mit der Masse 0 Effekten der QT, QFT usw zuzurechnen, nicht der RT, schon aus diesem Grund kann man pauschal sagen, daß solche Effekte der QT an der RT die sich sowieso nicht mit ihnen beschäftigt nichts ändert; für die RT ist einfach nur die GG statt der LG zu verwenden und bestmöglichst zu bestimmen.

Hoffen wir, daß dieses Experiment - egal ob letztlich als technisches Problem befunden, oder bestätigt - ankurbelt sich genauer mit dem Licht und besonders der Frage der evtl. Abweichung der LG zu beschäftigen.


Nachtrag: Rechnen wir das zur maximalen Erklärung explizit. Bewegt sich zu einem Beobachter die Erde mit E, irgendwas mit v1, dann bewegt sich das von der Erde aus gesehen mit v2 = (v1-E) / (1-Ev1)/c² wobei c die Grenzgeschwindigkeit ist, und - bzw + auftritt falls sich die Erde in dieselbe Richtung bzw Gegenrichtung bewegt.

Faktisch beobachten wir E = 30 km/h und die Geschwindigkeit des Lichtes zu 299792,5 km/h (im Mittel).

Zwei Hypothesen: a) Geschwindigkeit des Lichtes ist gleich der Grenzgeschwindigkeit. b) Geschwindigkeit des Lichtes ist 7,5 km/s unterhalb Grenzgeschwindigkeit (wir beobachten also ein Mittelwert). Frage: Wie groß wären die richtungsmäßigen oder jahreszeitlichen Schwankungen der auf der Erde meßbaren Geschwindigkeit des Lichtes, zBsp bei Experimenten wie dem von Arago, und wäre das meßbar ?

a) E = 30 , v1=299792,5 , c = 299792,5 ---> v2=299792,5 wie gehabt

b) E = 30 , v1=299792,5 , c = 299800 ---> v2 = 299792,4985 bzw 299792,5015 bei - bzw +

Das heißt, durch die kleine Abweichung der Geschwindigkeit des Lichtes von der Grenzgeschwindigkeit von etwa 1/40000 ist die Addition der Erdgeschwindigkeit zwar nicht exakt = 0 (wie bei LG = GG), aber reduziert auf 0,0015 km/s. Das ist durch Experimente wie die von Arago oder MM nicht ausgeschlossen. Deren Genauigkeit liegt im Bereich von 1 km/s . Sie haben ihren unverminderten Wert zu belegen daß die Schwankung zumindest nicht 30 km/s ist, wie nichtrelativistisch zu erwarten wäre, sondern viel kleiner, einschließlich iR ihrer Ungenauigkeit praktisch Null, einschlieslich daß die Grenzgeschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit liegt, schließen aber kleine Abweichungen zwischen beiden nicht aus.

[ralfkannenberg]

[973]

Ich glaube das hatte ich auch getan - ich schreibe idR mindestens 'mE' davor; die Bemängelung ist aber insofern berechtigt, als ich hätte noch dazuschreiben könnte/sollte daß eine Abweichung der LG von der GG zZt noch nicht bekannt ist und nicht der ethablierten Physik angehört. Übrigens - seit drei Tagen liest man im Internet die absurdesten, wirklich die total absurdesten Erklärungen (einschließlich allen neuen Arten von Strings, Branen, Alternativen der RT ...), und zwar von umso fachkundigeren Autoren, desto absurder. Momentan hat man zu der evtl. Ü-LG von Neutrinos nur Privatmeinungen. Unter diesen, im Vergleich zu o.g. Beispielen, stets mit dem Vorbehalt daß man primär die Ergebnisse erst einmal zu reproduzieren hat und rein höchstvorsorglich für den Fall daß sie sich bestätigen, ist die Möglichkeit daß evtl. das Licht selbst knapp unter der Grenzgeschwindigkeit liegt, wohl viel naheliegender.

Ich bin nicht aktualisiert, inwieweit sich die Isotropie der Geschwindigkeit des Lichtes heutzutage messen läßt. Vielleicht sind 0.001 km/s bereits machbar. Dann sollte man die Gelegenheit dieser Diskusion nutzen, und unabhängig von den Neutrinos einmal versuchen, mit dem Licht selbst evtl. Abweichungen der LG zur GG zu bestimmen oder einzugrenzen. Das Licht ist optimales Versuchskaninchen, da Herstellung, Gebrauch, Entsorgung einfach, sauber und fast ungefährlich sind. Zwar ist die Anisotropie 2. Ordnung und daher gering und schwer messbar, jedoch würde sich das Ergebnis auf die GG selbst beziehen. Direkte Laufzeit-Messungen LG minus Teilchengeschwindigkeit ergeben zwar direkt gesuchte Werte 1. Ordnung, aber abgesehen von den erheblichen experimentiellen Problemen und Unsicherheiten (vermutlich auch bei diesem Neutrino-Experiment) weiß man nie genau, inwieweit die Teilchen aus irgendwelchen QT Gründen selbst unter der Grenzgeschwindigkeit liegen.