Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

[carroza]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

y si es que eso ocurriera...¿porque los neutrinos llegarian antes?...parecerá muy ridicula mi pregunta pero, ¿estas dimensiones le asignarian un camino mas corto a los neutrinos?, o, que los campos electromagneticos estuvieran ausentes en las dimensiones extras contribuiria a que los neutrinos lleguen antes?

Las dimensiones adicionales permitirían que los neutrinos lleguen desde A (CERN) hasta B (Gran Sasso) por un camino más corto que la luz. Los neutrinos podrían tomar un "atajo", a través de dimensiones adicionales, que está vedado a la luz.

[alejandrito29]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

La idea es que la luz, y los campos electromagnéticos en general, se moverían en un espacio de 3+1 dimensiones, plegado en dimensiones adicionales. Los neutrinos
podrían penetrar por las dimensiones adicionales, llegando antes que la luz, aunque en su espacio n-dimensional se muevan siempre a volocidades iguales o menores a c.

y si es que eso ocurriera...¿porque los neutrinos llegarian antes?...parecerá muy ridicula mi pregunta pero, ¿estas dimensiones le asignarian un camino mas corto a los neutrinos?, o, que los campos electromagneticos estuvieran ausentes en las dimensiones extras contribuiria a que los neutrinos lleguen antes?

[Star]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

y segun la relatividad especial seria imposible que los neutrinoa avancen hacia el pasado?, ya que ellos poseen masa real y no imaginaria.....

[sideshowcom]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Hola, podria ser que el neutrino no haya viajada más rapido que la luz , tal vez haya encontrado un atajo en otra dimension.

[pod]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Ademas tambien tengo entendido que todo objeto que viaja a velocidad menor a c cae dentro del cono de luz, donde todo evento B es causado por un evento A que pertenece al cono de luz de B, pero, CREO, una particula que viaja a velocidad superior a la de la luz estaria fuera del cono de luz ...¿fuera del cono de luz el tiempo podria avanzar hacia el pasado?, y de ser asi , ¿porque?...

Voy a intentar explicar esto. Aunque el hilo está marcado como divulgación, me voy a permitir mezclar fragmentos algo más técnicos. Además, por comodidad, voy a tomar c = 1.

Una de las condiciones más importantes de la cinemática relativista es que el cuadrado del cuadri-momento está relacionado con la masa, $p_\mu p^\mu = - m^2$. El cuadrimomento es igual a la masa multiplicada por la cuadri-velocidad. Así que esta condición se puede resumir de la siguiente forma:

$$u_\mu u^\mu =\left \{<br /> \begin{aligned}<br /> -1 & & m^2 & > 0 , \\<br /> 0 & & m^2 & = 0 , \\<br /> +1 & & m^2 & < 0 .<br /> \end{aligned} \right.$$

Fijaos que en el último caso tenemos en realidad una masa imaginaria, signifique lo que signifique eso. Hasta ahora pensábamos que no tenía sentido (y yo lo sigo pensando, pero lo que yo piense no importa).

Resulta que la cuadri-velocidad tiene dos componentes. Una es la velocidad normal (espacial), la de toda la vida, $\vec u = \dd \vec x \Big / \dd \tau$, donde $\tau$ es el tiempo propio de la partícula. Es decir, el tiempo que marca un reloj que se mueve solidario a ella en todo momento.

La otra componente es la velocidad "temporal", $\omega = \dd \vec t \Big / \dd \tau$. Aquí, t es el tiempo que marca un reloj "fijo", es decir, solidario al Sistema de Referencia Inercial que estamos usando. Fijaos que diferentes SRI tendrán diferentes t. Esta "velocidad temporal" (yo la he llamado $\omega$, pero esta no es una notación estándar, la introduzco yo para no tener que escribir la derivada cada vez; no esperéis verla en otros textos) da la relación entre como pasa el tiempo para la partícula (reloj $\tau$) y para el sistema de referencia.

Fijáis que si $\omega > 0$, ambos tiempos transcurren en el mismo sentido. Es decir, la partícula viaja hacia el futuro del sistema de referencia. Si $\omega < 0$, viaja al pasado.

Pues bien, ya conocemos las dos componentes de la cuadri-velocidad. Ahora, resulta que cuando calculamos el cuadrado de la ecuación (1), en relatividad especial (espacio plano) se cumple

$$u_\mu u^\mu = - \omega^2 + (\vec u)^2 .$$

Esta ecuación a veces se explica en divulgación diciendo que "la velocidad total de la partícula siempre es la misma (-1 en esta notación), pero se puede repartir en velocidad temporal y velocidad espacial de diferentes formas".

Para las partículas con masa normal, tenemos esto igual a -1. O, lo que es lo mismo.

$$\omega^2 = 1 + (\vec u)^2 .$$

En particular, esto quiere decir que $\omega^2$ nunca puede ser cero (de hecho, nunca puede ser más pequeño que uno). Y si no puede alcanzar el cero, no puede cambiar de signo. Por lo tanto, una vez una partícula ha empezado a moverse en un sentido en el tiempo, nunca podrá cambiar de sentido. Esto en principio no prohíbe que haya partículas que vayan hacia atrás, pero sí prohíbe viajar al pasado (porque nosotros ya estamos yendo hacia adelante). Una interpretación usual es que estas partículas que viajan atrás aparecen como anti-partículas.

Para partículas sin masa, tendremos $\omega^2 = (\vec u)^2$. Si recordamos las definiciones en términos de derivadas, tenemos

$$\left( \frac{\dd t}{\dd \tau} \right)^2 = \left( \frac{\dd \vec x}{\dd\tau} \right)^2 .$$

Dicho rápido y mal, podemos cancelar los diferenciales de $\tau$, con lo que nos quedamos:

$$\left| \frac{\dd \vec x}{\dd t} \right| = \pm 1 .$$

Fijaos que esta derivada es la definición usual de velocidad. Espacio medido derivado el tiempo medido en el mismo SRI. Y esta derivada siempre da el mismo valor: la velocidad de la luz. De aquí que digamos que las partículas sin masa siempre deban ir a la velocidad de la luz.

No lo he hecho, pero si intentamos buscar esta misma derivada en el caso de partículas con masa, veríamos que siempre es menor que uno: una partícula con masa no puede alcanzar la velocidad de la luz.

Bien, veamos ahora que pasa si la masa es imaginaria. En este caso, tendríamos algo como la ecuación (3) con un signo cambiado

$$\omega^2 = (\vec u)^2 - 1 .$$

Aquí tenemos una resta. Obviamente $(\vec u)^2$ no puede ser menor que uno, porque $\omega$ debe ser real (es una derivada de tiempo coordenado respecto tiempo propio, y es difícil medir tiempos imaginarios). Pero si es exactamente uno, $\omega$ puede ser cero. Y, como puede ser cero, entonces cambiar de signo. Es decir, una partícula de este estilo podría empezar viajando hacia el futuro, después viajar hacia el pasado, etc.


Star, ya que hiciste el comentario a partir de la estructura de conos de luz de las transformaciones de Lorentz, también es posible hacer el razonamiento a partir de ahí. Las transformaciones de Lorentz mantienen el cono de luz invariante: lo que está sobre el cono, siempre estará sobre él (invariancia de la velocidad de la luz), lo que esté dentro del cono siempre estará dentro de él. Y, además, dentro del mismo lóbulo del cono, lo que permite definir el pasado absoluto (causas) y el futuro (consecuencias).

Igualmente, todos los eventos que queden fuera del cono, seguirán fuera del cono tras una transformación de Lorentz. El plano t = 0 divide en dos la zona exterior del cono (por debajo tenemos el pasado relativo, y por encima tenemos el futuro relativo... lo que esté justo en la divisoria es el presente relativo, el plano de sincronía).

Ahora bien, una transformación puede hacer que un cuadrivector que esté debajo pase arriba, o viceversa. Así que un vector en esta zona tanto puede apuntar hacia el futuro o hacia el pasado.

Una transformación también puede hacer que un vector que está justo sobre la divisoria (eventos simulotaneos) dejen de estarlo. Esto es lo que siempre hemos dicho: el concepto de simultaneidad es relativo, dos sucesos simultáneos en un SRI no lo serán en otro.


Espero que estas dos torpes explicaciones hayan podido servir para aclarar porqué el presunto resultado de OPERA pone en peligro la estructura causal de la teoría.

Una puntualización; Dimensiones adicionales sí podrían explicar una velocidad aparente superior a la de la luz.

La idea es que la luz, y los campos electromagnéticos en general, se moverían en un espacio de 3+1 dimensiones, plegado en dimensiones adicionales. Los neutrinos
podrían penetrar por las dimensiones adicionales, llegando antes que la luz, aunque en su espacio n-dimensional se muevan siempre a volocidades iguales o menores a c.

Lo podríamos representar como una hoja de papel con múltiples pliegues, donde la luz se mueve siempre dentro de la hoja, pero los neutrinos tendrían la posibilidad de atravesarla, pasado de un pliegue a otro.

Correcto. Yo estaba pensando únicamente en dimensiones (cuasi) planas que, a parte de los Calabi-Yau, seguramente es lo más probable. Muchas gracias por la corrección.

[carroza]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

En segundo lugar, el número de dimensiones no tiene porqué afectar a la velocidad. Es más, si afectara de alguna forma, disminuiría la velocidad aparente (ya que parte de la velocidad se produciría en las dimensiones "ocultas").

Una puntualización; Dimensiones adicionales sí podrían explicar una velocidad aparente superior a la de la luz.

La idea es que la luz, y los campos electromagnéticos en general, se moverían en un espacio de 3+1 dimensiones, plegado en dimensiones adicionales. Los neutrinos
podrían penetrar por las dimensiones adicionales, llegando antes que la luz, aunque en su espacio n-dimensional se muevan siempre a volocidades iguales o menores a c.

Lo podríamos representar como una hoja de papel con múltiples pliegues, donde la luz se mueve siempre dentro de la hoja, pero los neutrinos tendrían la posibilidad de atravesarla, pasado de un pliegue a otro.

[pod]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Hola foreros y foreras!
Hacía mucho que no entraba en el foro... he estado algo "ocupado" por problemas de salud... pero ya se acabó!

Me alegor que el problema se haya solucionado

Nada, primero saludaros de nuevo a todos. Lo segundo, es que como dice Star en el post anterior, yo ahora no caigo por qué se puede ir al pasado si se supera la velocidad de la luz... ahora mismo no caigo... tendré que recuperar mis apuntes de relatividad! Supongo que se puede ver mediante las expresiones matemáticas, si alguien las puede presentar, se lo agradeceré. Soy consciente que, en cierto modo, el límite que impone la velocidad de la luz, preserva en todo momento la relación causa-efecto de cualquier suceso, verdad?
Bueno, la verdad es que hace mucho que no toco estos temas justamente. Como digo, me estudiaré un poco el tema de nuevo con calma y comentaré. Cualquier correción será bienvenida por mi parte.
Saludos!

Tengo pendiente responder a eso, sólo que ahora mismo no puedo extenderme más, cosas del curro. No es muy difícil de entender. En cuando tenga un rato libre de verdad lo intentaré postear (si no lo ha hecho ningún compañero, claro).

[Emeldir]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Hola foreros y foreras!
Hacía mucho que no entraba en el foro... he estado algo "ocupado" por problemas de salud... pero ya se acabó!
Nada, primero saludaros de nuevo a todos. Lo segundo, es que como dice Star en el post anterior, yo ahora no caigo por qué se puede ir al pasado si se supera la velocidad de la luz... ahora mismo no caigo... tendré que recuperar mis apuntes de relatividad! Supongo que se puede ver mediante las expresiones matemáticas, si alguien las puede presentar, se lo agradeceré. Soy consciente que, en cierto modo, el límite que impone la velocidad de la luz, preserva en todo momento la relación causa-efecto de cualquier suceso, verdad?
Bueno, la verdad es que hace mucho que no toco estos temas justamente. Como digo, me estudiaré un poco el tema de nuevo con calma y comentaré. Cualquier correción será bienvenida por mi parte.
Saludos!

[aldevaran]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Acabó de recordar un dato. Cuando se buscaba donde estaba la energía faltante en la explosión de una supernova, se teorizo que estaba en los neutrinos. Estos llegaron 2días después de que la explosión de la supernova pudiera verse! Sí lo que dicen los científicos del lhc es cierto, los neutrinos deberían hacer llegado antes! A no ser que el valor de C este mal medido, es imposible.

[Star]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Hasta donde yo se , si se supera la velocidad de la luz, una de las condiciones para que la energía relativista tenga un valor real, es que la masa del objeto que viaja sea imaginaria, y asi se generan los taquiones, pero hasta donde yo se, los neutrinos tienen masa muy pequeña, ¿queda descartado que los neutrinos posean masa imaginaria?.

Ademas tambien tengo entendido que todo objeto que viaja a velocidad menor a c cae dentro del cono de luz, donde todo evento B es causado por un evento A que pertenece al cono de luz de B, pero, CREO, una particula que viaja a velocidad superior a la de la luz estaria fuera del cono de luz ...¿fuera del cono de luz el tiempo podria avanzar hacia el pasado?, y de ser asi , ¿porque?...

[javirk]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Dejo aquí un link con un poco más de información, a ver qué os parece:

http://cuentos-cuanticos.com/2011/09/23/neutrinos-day/

Y pongo tambíen esto, que es lo mismo que puso Sheldon Cooper en youtube pero un poco mejor, que ves a las personas.

http://cdsweb.cern.ch/record/1384486

Un saludo.

[pod]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

¿Habéis escuchado a los tertulianos de radio y TV, esos que opinan de todo? Hasta donde yo llego he oído una cantidad de barbaridades... ¿Qué les costará llevar a un experto para preguntarle?

Pues imagino que les costará bastante, porque el programa de "divulgación" más conocido de la televisión pública (que tiene un antiguo político como presentador) no tiene ningún experto...

Me limitaré ahora a citar un texto del propio Albert Einstein (de su libro "Sobre la teoría de la relatividad especial y general", primera parte, epígrafe 11 titulado "La transformación de Lorentz"), según la traducción de la edición española:

"De aquí inferimos que en la teoría de la relatividad la velocidad c desempeña el papel de una velocidad límite que no puede alcanzar ni sobrepasar ningún cuerpo real. Añadamos que este papel de la velocidad c como velocidad límite se sigue de las propias ecuaciones de la transformación de Lorentz, porque éstas pierden todo sentido cuando v se elige mayor que c."

Si, esto es correcto. No obstante, no es lo mismo que dijiste antes. No menciona "un intervalo de tiempo negativo" en ningún parte, dice que las ecuaciones carecen de sentido.

[DDD]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Me limitaré ahora a citar un texto del propio Albert Einstein (de su libro "Sobre la teoría de la relatividad especial y general", primera parte, epígrafe 11 titulado "La transformación de Lorentz"), según la traducción de la edición española:

"De aquí inferimos que en la teoría de la relatividad la velocidad c desempeña el papel de una velocidad límite que no puede alcanzar ni sobrepasar ningún cuerpo real. Añadamos que este papel de la velocidad c como velocidad límite se sigue de las propias ecuaciones de la transformación de Lorentz, porque éstas pierden todo sentido cuando v se elige mayor que c."

[andrewcraig]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

¿Habéis escuchado a los tertulianos de radio y TV, esos que opinan de todo? Hasta donde yo llego he oído una cantidad de barbaridades... ¿Qué les costará llevar a un experto para preguntarle?

[pod]

Re: Experimento OPERA informa de anomalías en el tiempo de vuelo de los neutrinos del CERN al Gran Sasso

Yo pienso que una posibilidad es que los neutrinos viajen a través de varias dimensiones, como por ejemplo los electrones, que pueden estar en dos sitios a la vez!

En primer lugar, los electrones no pueden estar en dos lugares a la vez.

En segundo lugar, el número de dimensiones no tiene porqué afectar a la velocidad. Es más, si afectara de alguna forma, disminuiría la velocidad aparente (ya que parte de la velocidad se produciría en las dimensiones "ocultas").

Una duda, Esto modifica las ecuaciones de Lorentz, contracciones etc o nada que ver? modifica parte de la matematica usada en la relatividad? .
Ya que recuerdo haber llegado a una formula jugando con las velocidades, se llegaba a una ecuacion donde la velocidad no podia ser mayor que $c$. .

Eso es lo que no sabemos. Primero, hará falta corroborar el experimento. Si se confirma el resultado, será necesario trabajo teórico para ver qué ocurre. Por el momento no podemos decir en qué se modificarán las teorías (si es que se confirma todo esto, claro).

[SIZE=3][FONT=Times New Roman]De acuerdo con las fórmulas de la Relatividad Especial, un móvil que se desplazase a una velocidad superior a la de la luz experimentaría un intervalo de tiempo negativo, de modo que "viajaría hacia atrás en el tiempo". [/FONT]

Esto es falso. Antes de criticar una teoría, deberías comprenderla.

En relatividad, no se puede situar un sistema de referencia sobre una partícula que se mueva más rápido de la luz, así que no es cierto que "experimente ningún tiempo".

De hecho, una partícula de este tipo seguiría lo que llamamos "una curva tipo espacio" (por contra de las partículas con masa "normales", que siguen curvas tipo tiempo; o la sin masa que siguen trayectorias nulas). Estas curvas pueden ir adelante y atrás en la dimensión temporal, del mismo modo que las trayectorias normales pueden ir de izquierda a derecha o viceversa. Incluso pueden cambiar de sentido en la dimensión temporal (cosa que el resto de partículas no pueden hacer). Así que una partícula que siga estas trayectorias puede viajar adelante o hacia atrás en el tiempo, o incluso quedarse quieta en un instante. No es cierto que viaje siempre hacia atrás.

[FONT=Times New Roman]Einstein se dio cuenta de la imposibilidad física de retroceder en el tiempo, porque eso provocaría el absurdo hecho de que el efecto se adelantase a la causa (su ejemplo era la "paradoja del abuelo" que consiste en lo siguiente: si alguien viajara atrás en el tiempo y matase a su abuelo antes de que naciese su madre, el viajero ya no podría haber sido engendrado, de modo que el pasado y el presente serían totalmente incompatibles). En base a sus fórmulas, Einstein concluyó entonces que la velocidad de la luz era el límite máximo alcanzable por cualquier móvil.[/FONT]

Estás mezclando argumentos heurísticos con "calculos". Es algo típico de la charlatanería. La relatividad, sea correcta o no, no necesita de historietas de abuelos para deducir cosas.

[FONT=Times New Roman]Si se comprueba que alguna partícula puede desplazarse más rápido que la luz, entonces se habrá demostrado experimentalmente que la Teoría de la Relatividad de Einstein es errónea, cosa que algunos "aficionados" ya pensábamos (véase en este mismo portal el foro titulado "No creo que la Relatividad sea una teoría válida”).[/FONT]

[FONT=Times New Roman]

[/FONT]Siento defraudarte pero ya hace años que sabemos que la relatividad no es la última teoría. Supongo que no entendiste lo que se ha explicado acerca de los "límites de aplicabilidad de las teorías" y todo eso...

[FONT=Times New Roman] De todos modos, ha habido también científicos como el profesor Günter Nimtz de la Universidad de Colonia quienes han defendido desde hace tiempo que es posible superar la velocidad de la luz, lo cual contradice inevitablemente a Albert Einstein.[/FONT]

Es de muy mal gusto utilizar un resultado experimental serio para intentar justificar invenciones que por si solas no se aguantan de ninguna forma. A no ser que alguien haya predicho "los neutrinos superan la velocidad de la luz en 20 partes por millón exactamente", no puede ponerse ninguna medalla. Y mucho menos cuando aún no se comprende lo que está pasando en el experimento, incluso los que lo han hecho siguen buscando posibles defectos en el procedimiento que falsee los resultados.

La prudencia y sinceridad de los propios investigadores que se han encontrado con este resultado tan impresionante contrasta mucho con los aires de grandeza que se dan algunos aficionados.