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

[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.

[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!

[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).

[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

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.

[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.

[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.....

[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?

[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.

[dvc]

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

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...

Si el programa al que te refieres es redes de Punset no estoy de acuerdo. Es cierto que Punset es ex-político y no tendrá mucha idea de física pero en el programa se han entrevistado a muchos expertos.

[pod]

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

Si el programa al que te refieres es redes de Punset no estoy de acuerdo. Es cierto que Punset es ex-político y no tendrá mucha idea de física pero en el programa se han entrevistado a muchos expertos.

Punset es digno de un debate tan amplio que no nos cabe en este margen. Mantengamos el hilo en lo que toca.

Sin embargo, es innegable que no hay ningún experto trabajando en el programa. Ni siquiera redactando las preguntas que le hacen a los invitados.

[u_maligno]

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

Hola, tengo una duda. Es la primera vez q se mide la velocidad de los neutrinos o la primera vez q se mide una velocidad de los neutrinos superior a la de la luz?

Lo digo pq no me queda claro si el valor q dan es una constante o si puede variar en función de la energía de las particulas q chocaron en el acelerador del CERN..

Gracias, la duda me corroe

[pod]

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

Hola, tengo una duda. Es la primera vez q se mide la velocidad de los neutrinos o la primera vez q se mide una velocidad de los neutrinos superior a la de la luz?

Lo digo pq no me queda claro si el valor q dan es una constante o si puede variar en función de la energía de las particulas q chocaron en el acelerador del CERN..

Gracias, la duda me corroe

Pues, parece ser, que ya hay mediciones anteriores. Y, aunque mucho menos precisas, son compatibles con el resultado. (También serían compatibles con una velocidad algo más baja que c, por que sus errores son demasiado grandes para ser concluyentes, por eso no fueron tanta noticia en su dia).

[Stormkalt]

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

Cuando ocurrió la supernova 1987 A, aproximadamente tres horas antes de que la luz visible llegue a la Tierra, una ráfaga de neutrinos se observó en tres diferentes observatorios de neutrinos.

http://en.wikipedia.org/wiki/SN_1987A

Este hecho se explicó (ver el link) como que es muy probable que la emisión de neutrinos (que se producen simultáneamente con el colapso del núcleo estelar) precedan a la emisión de luz visible, pues ésta se produce sólo después de que la onda de choque alcance la superficie de la estrella.

Podría ser que en este fenómeno se hayan dado neutrinos superlumínicos y eso explicaría el hecho de que hayan llegado antes que la luz.

Salud!

[pod]

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

Cuando ocurrió la supernova 1987 A, aproximadamente tres horas antes de que la luz visible llegue a la Tierra, una ráfaga de neutrinos se observó en tres diferentes observatorios de neutrinos.

http://en.wikipedia.org/wiki/SN_1987A

Este hecho se explicó (ver el link) como que es muy probable que la emisión de neutrinos (que se producen simultáneamente con el colapso del núcleo estelar) precedan a la emisión de luz visible, pues ésta se produce sólo después de que la onda de choque alcance la superficie de la estrella.

Podría ser que en este fenómeno se hayan dado neutrinos superlumínicos y eso explicaría el hecho de que hayan llegado antes que la luz.

Salud!

Si, esa es uno de los experimentos previos que tenía en mente (muchas gracias por el enlace, porque no recordaba el nombre de la supernova).

Sin embargo, ese experimento no es tan concluyente. Esas tres horas se podrían explicar de otras formas (interacción con medio interestelar, etc.). Nada tan espectacular como lo de esta vez.