Al is de neutrino nog zo snel... Neutrino’s gaan sneller dan het licht. Of toch niet? Hoewel wetenschappers nog geen fouten in de metingen hebben ontdekt, zijn natuurkundigen vooral sceptisch. Floor Boon / illustratie Bas Kocken
D
e wereld stond even stil eind september, toen wetenschappers bekendmaakten dat ze een deeltje hadden gemeten dat sneller ging dan het licht. Sneller dan het licht, dat kan namelijk niet volgens Einstein. Onder meer op dat principe is zijn hele relativiteitstheorie gebaseerd. Het bestaan van een deeltje dat sneller gaat dan het licht zou kunnen betekenen dat in de toekomst tijdreizen mogelijk wordt. Net als Suske en Wiske de teletijdmachine instappen en ons enkele jaren, decennia of zelfs eeuwen laten terugvoeren in de tijd. Want: hoe dichter een deeltje de lichtsnelheid benadert, hoe langzamer de tijd gaat. Gaat een deeltje eenmaal sneller dan het licht, dan gaat de tijd teruglopen en kan dat deeltje gebeurtenissen uit het verleden waarnemen. Maar: zover is het nog lang niet. Naast grote ophef over deze mogelijke ontdekking die de fundamenten van de moderne natuurkunde onderuit zou halen, heerst er vooral veel scepsis onder wetenschappers. De kans op meetfouten is en blijft groot. Wat gebeurde er nadat het nieuws eind september insloeg als een bom? Even terug. Na drie jaar en zeventienduizend
22
FoliaMagazine
metingen zat een groep onderzoekers met de handen in het haar. Zij maten keer op keer een deeltje dat zestig nanoseconden (een nanoseconde is een miljardste van een seconde) sneller ging dan het licht. Ze snapten er niets van. Eind september besloten ze hun ontdekking wereldkundig te maken met de boodschap: wij hebben geen fouten kunnen vinden, jullie misschien wel? De deeltjes waar het om gaat zijn neutrino’s: heel
Door de reisduur te meten werd de snelheid van de deeltjes berekend kleine, onzichtbare elementaire deeltjes die ontstaan in radioactief verval en door het universum dwarrelen. Ze ontstonden tijdens de oerknal, maar komen ook vrij bij kernreacties in de zon. Per seconde gaan er zo’n zeventig miljard neutrino’s door iedere vierkante centimeter – dat is ongeveer een duimnagel – van je lichaam. Neutrino’s vormen 0,3 procent van alle materie in het universum. In de ondergrondse deeltjesversneller in Genève
kunnen ze neutrino’s produceren. Met miljarden tegelijk werden die als een soort lichtbundel naar een ondergronds laboratorium in Gran Sasso, Italië gestuurd, 730 kilometer verderop. Door de tijd te meten bij vertrek en bij aankomst konden de onderzoekers de snelheid van de deeltjes meten. Ondanks dat de afzonderlijke deeltjes niet gelabeld kunnen worden, was het resultaat van de meting toch zeventienduizend keer hetzelfde. Genoeg om aan te nemen dat die meting klopt, zou je zeggen. Maar vanwege de revolutionaire aard van de ontdekking, moet het bewijs wel volkomen sluitend zijn, menen natuurkundigen. En geef ze eens ongelijk. Het wereldbeeld dat je hebt gooi je niet in één keer radicaal overboord. Dus bedachten weer andere wetenschappers een plan. In plaats van één grote bundel neutrino’s te produceren en te meten, werd de bundel neutrino’s in korte pulsen aan- en uitgezet, te vergelijken met het aan- en uitzetten van licht. Hoogleraar experimentele hoge-energiefysica en neutrino-expert Frank Linde vergelijkt de oude meting met honderd auto’s die tegelijk ergens vertrekken en aankomen. Dat levert een onnauwkeurige meting op. Bij de nieuwe meting