تجربة أوبيرا
تعيين زمن انتقال نيوترينوات الميون

يكاد علماء الفيزياء لا يصدقون اجهزتهم الا انهم يظنون انهم قاسوا جسيما أوليا تفوق سرعته سرعة الضوء مع ان نظرية اينشتاين تعتبرها «حدودا لا يمكن تجاوزها».
وتفيد قياسات اجراها خبراء في اطار الاختبار الدولي «اوبرا» ان نيوترينوات وهي جسيمات أولية للمادة، اجتازت 730 كيلومترا تفصل بين منشآت المركز الأوروبي للابحاث النووية (سيرن) في جنيف و «مختبر سان غراس» الموجود تحت الأرض في (إيطاليا) بسرعة 300006 كيلومترات في الثانية؛ أي 6 كيلومترات في الثانية أكثر من سرعة الضوء.
واوضح المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي "بكلام اخر: إذا كان لدينا (سباق للمسافات الطويلة بين الجسيم والضوء) على مسافة 730 كيلومترا فان النيوترينو ستجتاز خط الوصول متقدما 20 مترا" على الضوء على الرغم من أجتياز النيوترينو المسافة نفسها عبر قشرة الأرض " (لأن المكشاف موجود في مختبر تحت سطح الأرض).
النتيجة لم تأت ثمرة اختبار وحيد. فالنتائج التي نشرها سيرن والمركز الفرنسي هي ثمرة ثلاث سنوات من البيانات والمراقبة لاكثر من 15 ألف نيترينو مع هامش خطأ قياسي قدّروه بجزء من 10 مليارات من الثانية فقط.
واوضح «داريو اوتييرو» الباحث في معهد الفيزياء النووية في ليون والمسؤول عن تحليل قياسات اوبرا «لم نكن نتوقع كل هذا، امضينا ستة أشهر ونحن نكرر التجربة من الصفر في كل مرة».
وتمت الاستعانة بكبار الخبراء المستقلين لضبط اجهزة القياس وتم التأكد مرارا وتكرارا من المعطيات الطوبوغرافية ومن نفق الجزيئيات؛ حتى ان انحراف القارات وزلزال لاكويلا المدمر أخذ بالاعتبار.
وحاول العلماء الدوليون رصد أي قصور أو خلل في تجربتهم من دون التوصل إلى أي نتيجة مختلفة. فيبدو ان النيوترينو سافرت أسرع من الضوء متحدية في الوقت عينه نظرية اينشتاين حول النسبية!
وشدد المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي «نظرا إلى التأثير الهائل لنتيجة كهذه على الفيزياء فمن الضروري القيام بقياسات مستقلة وحينها يتم دحض النتيجة التي رصدت أو تأكيدها رسميا».
واضاف المركز الفرنسي «لذا فان الباحثين في اطار مشروع اوبرا رغبوا في اخضاع النتيجة لفحص اوسع من قبل اوساط الفيزيائيين» وقاموا بنشرها.
وفي حال تأكيد هذه القياسات فان انعاكساتها لا تزال تفوق الإدراك.
ويقول بيار بينيتروي مدير مختبر الجزيئيات الفلكية في باريس ان ذلك قد يعني «ان جزيئية قد وجدت طريقا مختصرا في بعد آخر» وانه يوجد في الكون أكثر من ابعاد أربعة (الابعاد الثلاثة التي يضاف اليها الزمن).
وهو يضيف «يمكن أيضا الا تكون سرعة الضوء هي الحدود» مشددا في الوقت ذاته على ان السرعة القياسية التي سجلها النيوترينو لا تعني بالضرورة ان «اينشتاين قد اخطأ».
ويؤكد ستفاروس كاتسانيفاس المدير المساعد لمعهد الفيزياء النووي ان «اينشتاين لم يثبت ان نيوتن اخطأ بل وجد نظرية أكثر شمولية» اضيفت إلى نظرية نيوتن.
وبالطريقة ذاتها فان اكتشاف «اوبرا» قد يعني ان نظرية ايشنتاين «قائمة في بعض المجالات لكن ثمة نظرية شمولية أكثر، مثل الدمى الروسية الصغيرة (..) تفتح حقولا جديدة».
ورحب علماء الفيزياء بالافاق الجديدة المحتملة الا انهم دعوا إلى أقصى درجات «الحذر» طالما «لم يقم نظام مختلف تماما بالتحقق» من القياسات على ما يقول داريو اوتييرو.
وهذا هو هدف مشروع «مينوس» في الولايات المتحدة الذي توصل قبل سنوات قليلة إلى نتيجة مماثلة لبرنامج اوبرا. لكن هامش الخطأ اعتبر يومها كبيرا جدا للقبول بالقياسات الا ان العلماء الاميركيين يعكفون الآن على اختبار جديد بدقة لا سابق لها. ويفترض ان يفضي إلى نتائج في غضون ثلاث سنوات على ما يقول ستافروس كاتسانيفاس.
في 31 مايو 2010، أعلن باحثو أوبيرا مراقبة أول حدث أو أول ظهور لمرشح تاو النيوترينو في حزمة نيوترينو الميون. في سبتمبر 2011، أعلنت OPERA اكتشاف سفر النيوترونات الميون أسرع من الضوء. قوبل الإعلان بتشكك من جانب مجتمع الفيزياء (وفريق OPERA نفسه)، مع المجموعات التجريبية الأخرى التي تخطط لمحاولة تكرار التجربة، وكذلك البحث عن أية أخطاء تجريبية التي قد يعول عليها.
لكن فريق تجربة OPERA قد اعترف بعدها خلال المؤتمر الدولي لفيزياء النيترينو والفيزياء الفلكية الذي نظم في كيوتو بوجود خطأ في التجربة، حيث وجدوا خللا في انظمة الربط بين الحاسوب وأجهزة تحديد المواقع، واعترفوا بأن النيترينو لم يتخطى سرعة الضوء، مما يتماشى مع النظرية النسبية لاينشتاين.