Researchers have found a flaw in the technical setup of an experiment that startled the science world last year by appearing to show particles traveling faster than light.
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The globe of the European Organization for Nuclear Research, CERN, is illuminated outside Geneva, Switzerland. (AP) |
The problem may have affected measurements that clocked subatomic neutrino particles breaking what Nobel Prize-winning physicist Albert Einstein considered the ultimate speed barrier.
Two separate issues were identified with the GPS system that was used to time the arrival of neutrinos at an underground lab in Italy, James Gillies, spokesman for the European Organization for Nuclear Research, or CERN, said Wednesday.
One could have caused the speed to be overestimated, the other could have caused it to be underestimated, he said.
“The bottom line is that we will not know until more measurements are done later this year,” Gillies told The Associated Press.
The results of the experiment were received with great skepticism by scientists when they were published last September because they seemed to contradict Einstein’s theory that nothing can travel faster than the speed of light. That rule is fundamental to modern physics, and breaking it is seen as a step into the realms of science fiction where time travel and warp speed engines exist.
Even researchers involved in the experiment cautioned at the time that the measurements would need to be independently verified by other scientists before a genuine finding could be declared.
The experiment involved neutrinos being fired from CERN’s site on the Swiss-French border to a vast underground laboratory 730 kilometers away at Gran Sasso in Italy.
Researchers found that the neutrinos appeared to arrive 60 nanoseconds sooner than if they had been traveling at light’s speed of 299,792 kilometers per second.
The experiment’s margin of error allowed for just 10 nanoseconds. A nanosecond is one-billionth of a second. (AP)
<관련 한글 기사>
과학계 발칵 뒤집은 세기의 발견, 오류?
지난해 9월 ‘빛보다 빠른' 중성미자(뉴트리노)의 운동이 관측 됐다는 발표로 물리학계를 발칵 뒤집은 유럽입자물리연구소(CERN)의 과학자들이 관 측 장비에 결함이 있을 가능성을 시인했으며 23일 이 문제에 관해 성명을 발표할 예정이라고 MSNBC 뉴스가 22일 보도했다.
자연과학 학술지 사이언스의 온라인 뉴스 사이트 사이언스인사이더는 이날 빛보 다 빠른 입자의 운동을 관측한 OPERA(Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) 연구팀이 장비에서 두 가지 결함 가능성을 발견했다고 보도했다.
하나는 GPS 타임스탬프(time stamp)를 실험장비의 주 시계로 보내는 광섬유 연결장치가 정확하게 작동하지 않아 기록된 시간이 실제보다 짧았을 가능성이고 또 하나는 GPS 동기화(同期化)를 위해 타임스탬프를 생성시키는데 사용된 오실레이터( 발진기)에 문제가 있어 실제보다 더 길게 나타났을 가능성이다.
연구진 가운데 한 과학자는 이런 문제를 `오류'로 봐서는 안되며 단지 ‘악성 기 기 효과'로 봐야 한다는 입장을 보였다.
한편 CERN의 관계자는 GPS 연결장치 문제가 조사되고 있음을 인정했지만 이런 효과는 아직도 확인된 것이 아니라고 말했다.
OPERA 팀은 지난해 프랑스-스위스 국경 지대에 있는 CERN 입자물리학 실험실에서 732㎞ 떨어진 이탈리아 그란사소 국립실험실까지 땅 속으로 중성미자를 보내는 실험에서 중성미자가 빛보다 60나노초(0.00000006초) 빠른 것으로 나타났다고 발표 했다.
중성미자는 질량이 사실상 제로이며 일반 원자와 상호작용하지 않아 땅 속을 진공상태처럼 통과한다.
당시 연구진은 GPS와 원자시계로 중성미자의 속도를 측정했으며 1만5천개의 중성미자를 분석해 통계적으로 의미있는 수준의 수치를 얻었다고 밝혔다.
만일 이 실험이 검증된다면 이는 아인슈타인의 특수상대성 이론을 뒤집는 최초의 연구가 되기 때문에 연구진은 매우 조심스럽게 관측 결과를 공개하면서 다른 과학자들의 비판을 수용하겠다는 입장을 보였다.
특수상대성 이론은 어떤 것도 빛의 속도인 초당 2억9979만2천458m보다 빨리 움직일 수 없다는 원칙을 바탕으로 하며 입자물리학의 모든 연구는 이런 원칙 위에 이 루어지고 있다.
OPERA 팀은 실험 전체를 다시 검토해 왔으며 다른 연구 팀들도 OPERA 팀의 실험을 재현하려고 노력해 왔다.
과학자들이 가장 우려했던 것은 중성미자의 이동 시간을 재는데 사용된 GPS 시스템이었다. 이 측정치는 극도의 정확성을 요구하기 때문에 지구의 자기장이 GPS에 미치는 상대적 효과까지 고려돼야만 할 정도이다. (연합뉴스)
