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RelativKritisch Schwerpunkt: Neutrinos schneller als Tempolimit c0?

von Redaktion am 28. September 2011

Seit ein paar Tagen schlagen ein paar Elementarteilchen, Neutrinos genannt, grosse Wellen in der wissenschaftlichen Community und in der Öffentlichkeit. Neutrinos sind dafür bekannt, recht unauffällige Gesellen zu sein, die sich nur äusserst selten über die Schwache Wechselwirkung bemerkbar machen. Umso heftiger ist der Aufruhr, den diese an sich sehr scheuen Geisterteilchen ausgelöst haben. Sie sollen das seit Albert Einsteins Relativitätstheorien und der darauf aufbauenden modernen Physik geltende kosmische Tempolimit c0 (die Vakuumgeschwindigkeit des Lichts) geknackt haben!
Gemessen haben das die Physikerinnen und Physiker am Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus (OPERA) im Laboratori Nazionali del Gran Sasso, das im italienischen Bergmassiv des Gran Sasso beheimatet ist und primär nach den allfälligen Neutrino-Oszillationen, hier der in flight Umwandlung dieser Elementarteilchen zwischen Myonneutrinos und Tauneutrinos, suchen. OPERA ist ein Bestandteil des CERN Neutrinos to Gran Sasso-Experiments (CNGS). Die Quelle dieser Teilchen ist ein künstlich erzeugter Neutrinostrahl, der im Super Proton Synchrotron (SPS), u. a. der Vorbeschleuniger des Large Hadron Collider (LHC), der am CERN bei Genf erzeugt und anschliessend in südöstlicher Richtung nach Italien gelenkt wird.

RelativKritisch versucht mit diesem Schwerpunkt, einen Überblick auf die wichtigsten Entwicklungen und spannendsten Diskussionen zu diesem aufregenden Thema zu organisieren.


Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus (OPERA)

Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus (OPERA)

SchwerPunkt

Den Hype um die überlichtschnellen Neutrinos hatte am Donnerstag, den 22. September 2011, die BBC eingeleitet (Screenshot: Ethan Siegel, der Beitrag ist mit Update vom 23.09. auf den Online-Seiten der BBC abrufbar). Die Story, auch bei nature.com gemeldet (Particles break light-speed limit) verbreitete sich in Windeseile im Web, unter anderem über Associated Press (Roll Over Einstein: Pillar Of Physics Challenged). Und auch die Blogosphäre und in Internetforen schlug das Thema Wellen. Noch am Donnerstag nahm Florian Freistetter den Ball auf und verkündete auf den scienceblogs.de unter dem Titel CERN-Experiment: Sind Neutrinos schneller als das Licht? die Neuigkeit. Zu diesem Zeitpunkt hatte auch Ethan Siegel bereits reagiert und in seinem Blogbeitrag This Extraordinary Claim Requires Extraordinary Evidence! bereits die Achillesferse des Experiments benannt: den im Jahr 1987 gemessenen Neutrinoausstoss der Supernova 1987A, bei der Neutrinos unterschiedlicher Energie aus dem Kollaps des Sterns in guter Übereinstimmung mit den theoretischen Modellen des Supernovaprozesses und dem Tempolimit c0 von irdischen Observatorien detektiert wurden.

Dario Autiero (CNRS), 23.09.2011 am CERN

Dario Autiero (CNRS), 23.09.2011 am CERN

Am Freitag zogen schliesslich die deutschsprachigen Medien mit obszön überschlagenden Überschriften nach, z. B. der SPIEGEL, die Sueddeutsche Zeitung, Die Welt oder Die Zeit. Zu diesem Zeitpunkt gab es eine neue Pressemitteilung der Universität Bern, an der Antonio Ereditato, Leiter des OPERA-Projekts, eine Professur für Hochenergiephysik innehat. Die OPERA Collaboration hatte ein preprint ihrer Analyse bei arXiv eingestellt und via Pressemitteilung des CERN angekündigt, ihre Ergebnisse am Nachmittag des 23.09. auf einem Seminar vor den Fachkollegen zu erläutern und um Unterstützung bei der Fehlersuche zu werben. Die Veranstaltung wurde live über das CERN-Webcast übertragen (nachsehbar im Archiv des CERN Document Server). Die redaktionellen Webdienste mehrerer populärer Wissenschaftsmagazine reihten sich in die Berichterstattung ein. So spektrumdirekt.de oder auf wissenschaft.de, dem Online-Dienst von bild der wissenschaft, von Rüdiger Vaas bereits skeptisch ins Bild gerückt.

Auch in den Wissenschaftsblogs wurde versucht, die „OPERA Anomalie“ möglichst fachgerecht aufzufangen. Die Hintergründe und Substanz der OPERA-Messungen haben Jörg Rings (Neutrinos auf der Überholspur), Chad Orzel (Faster Than a Speeding Photon: “Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam”) und der physikBlog (Überlichtschnelle Neutrinos) auch möglichst laienverständlich durchleuchtet und beschrieben. Was die OPERA Collaboration getan hat, verdient höchsten Respekt. Nach gründlichsten internen Überprüfungen stellt sie ihre Ergebnisse ins offene Säurebad der Community der Physikerinnen und Physiker, um die letzten Fehlerquellen freizulegen. Das ist Wissenschaft vom Feinsten, wie zum Beispiel Christine Sutton und Corinne Mills auf den Quantum Diaries (da gibt es noch mehr stuff!) die Situation eindringlich ausdeuten.

SN1987A

SN1987A, Credit: STScI/ESA

Andere Blogger versuchen sich bereits in der Auslegung der Physik, wenn es denn nun so wäre, wie das die OPERA-Daten als „Fanal“ an die Wand malen. Martin Bäker räsoniert auf seinem Blog, physikalisch und wissenschaftshistorisch kompetent, über Tachyonen und die Zukunft Einsteins!
Bei anderen überwiegt die Skepsis. Der RT-Spezialist Markus Pössel, auch mehrfach ausgezeichneter Wissenschaftskommunikator, bespricht die OPERA-Ergebnisse nüchtern als eher rhetorische Frage (Überlichtschnelle Neutrinos?) und vergleicht sie konsequent mit der Pioneer-Anomalie. Pössel prägt in seinem Artikel den Begriff „CERN-Neutrino-Anomalie“, der stilprägend werden könnte. Wie Phil Plait, der „Bad Astronomer“, zeigt auch Pössel, dass die notwendige Zusatzannahme, Neutrinos verschiedener Sorten und Energien könnten sich unterschiedlich zum Tempolimit c0 verhalten, nicht besonders überzeugend ist. Ähnlich äussern sich namhafte Physiker, die von Scientific American befragt wurden.

Unabhängig von der beschleunigten Fehlersuche, die das OPERA-Team mit seinem Gang an die Öffentlichkeit eingefordert hat, werden in guter wissenschaftlicher Praxis auch ebenbürtige experimentalphysikalische Installationen versuchen, die OPERA-Daten zu reproduzieren. Für dieses Unternehmen stehen grundsätzlich zwei Anlagen kurzfristig zur Verfügung. Da ist zum einen das long baseline neutrino oscillation experiment „Tokai to Kamioka“ (T2K) in Japan, das seinen beam an den Super-Kamiokande ausrichtet. Und das Fermilab, das mit seinem „Neutrinos at the Main Injector“ (NuMI), vergleichbar mit CERN/OPERA, das „Main Injector Neutrino Oscillation Search“ (MINOS) am Soudan Underground Laboratory mit einem Neutrinobeam versorgt. Bereits im Jahr 2007 veröffentlichte die MINOS Collaboration ein Ergebnis, das ebenfalls eine Überschreitung des Tempolimits durch Neutrinos in Erwägung zog. Die Daten waren aber nicht signifikant und wurden deshalb verworfen.
Das Fermilab hat mittlerweile angekündigt, in vier bis sechs Monaten die Ergebnisse von OPERA überprüfen zu können. Dieser ehrgeizige zeitliche Rahmen wird dadurch möglich, dass die MINOS-Daten noch einmal durchgerechnet werden. Weiter hat das amerikanische Team angekündigt, seine Messreihen neu aufzulegen. Spannende Zeiten!

Die „Neue Physik“, die in diesem Jahr schon so oft propagiert wurde, wird wahrscheinlich unter konservativer Betrachtung auch mit den Ankündigungen des OPERA-Experiments ausbleiben. Erfreulich ist, dass trotz der aktuellen ökonomischen Depression die Kapazitäten vorhanden sind, um diese unerwarteten und spannenden Fragen physikalischer Grundlagenforschung wieder und wieder prüfen zu können. Ermutigend ist auch die kompetent vermittelte Popularisierung dieser aufregenden Ereignisse durch eine Reihe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die das Bloggen als gewichtige Form der Wissenschaftkommunikation angenommen haben. Auch wenn diese Ansätze von „open science“ im Rauschen mittelmässiger Spekulationen versanden, findet sich die eine oder andere Perle in den Diskussionen. Auch in diesem speziellen Fall. Andererseits muss man leider auch feststellen, wie systematisch crackpots und Einstein-Gegner diese Diskussionen entern. Es ist allerdings auch äusserst amüsant, wie sie auch an diesem konkreten Projekt scheitern.

RelativKritisch wird an diesem Thema dran bleiben. Unsere Übersicht ist zwangsläufig subjektiv und eingeschränkt. Weitere interessante Diskussionen werden wir im Kommentarbereich verlinken und zur Diskussion stellen.


Update: Weitere Links (u. a. aus dem Kommentarbereich)


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Kategorien: Physik

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247 Kommentare | Kommentar schreiben
 
  1. #201 | haereticus | 23. November 2011, 20:03

    Was mich bewegt:

    Wie ist das denn eigentlich mit den Ortskoordinaten von Emitter (KE)und Detektor (KD)?

    Hat man KE und KD zu nahe beieinander liegenden Zeitpunkten (Sekunden) bestimmt und festgelegt, oder nacheinander mit einem viel größerem Zeitabstand, (vielleicht Monate oder Jahre)?

    Sollte letzteres der Fall sein, sehe ich einen möglichen Fehler in der Abstandsbestimmung, der auf den zeitlichen Schwankungen des GPS-Koordinatensystems zum Schwerpunkt-Koordinatensystem der Erde zurückführbar wäre.

    In diesem Falle wäre die Abhilfe eine nahezu gleichzeitige Bestimmung von KE und KD.

    Am Horizont tauchen für mich auch noch exotischere Fehlermöglichkeiten auf, die ich aber zunächst nicht anzusprechen wage.

    Vielleicht aber habe ich dabei zu wenig Durchblick.
    Dann bitte ich um Nachsicht.

    Grüsse haereticus

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  2. #202 | Barney | 24. November 2011, 06:28

    haereticus hat geschrieben

    Wie ist das denn eigentlich mit den Ortskoordinaten von Emitter (KE)und Detektor (KD)?

    Hallo haereticus,

    das ist schon ein interessanter Gedanke und soviel ich weiß (Internet/Wikipedia) wird für die GPS-Satelliten selbst eine eigene Art Ephemeridenrechnung (Positionsbestimmung) durchgeführt und vermutlich immer wieder aktualisiert und angepasst. Details dazu können aber schnell der Geheimhaltung unterliegen, weil GPS ja auch (und in Krisenzeiten vorrangig) von den Militärs genutzt wird. Für eine “wasserdichte” Auswertung der OPERA-Daten sollte man aber schon wissen, mit welchen statistischen Fehlern die Positionsbestimmung der Satelliten durchgeführt wird.

    Die Positionsbestimmung der Empfänger sollte meiner Meinung nach auch langfristig recht stabil sein, weil dort seit vielen Jahren, wenn nicht Jahrzehnten, sehr ähnliche Algorithmen mit ausreichender Genauigkeit verwendet werden. Das differentielle GPS wird auch schon recht lange genutzt, so dass Fehler im Bereich von Metern dort eigentlich bekannt sein müssten.
    Gruß

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  3. #203 | Titus | 22. Februar 2012, 21:00

    http://news.sciencemag.org/scienceinsider/2012/02/breaking-news-error-undoes-faster.html

    Damit ist es möglicherweise vorbei mit den überlichtschnellen Neutrinos. Eine schlechte Verbindung zwischen einem GPS-Empfänger und einem Computer scheint die Ursache für die 60ns Differenz gewesen zu sein.

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  4. #204 | galileo2609 | 22. Februar 2012, 22:33

    Das sind wirklich interessante Neuigkeiten, sofern sie sich bestätigen. Die Diskussionen laufen gerade an. So bei:

    Ich bin neugierig, wie das ausgeht.

    Grüsse galileo2609

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  5. #205 | TSK | 22. Februar 2012, 23:21

    Mist! Habt Ihr mich um knapp zwei Stunden geschlagen…

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  6. #206 | Titus | 23. Februar 2012, 00:25

    Eine CERN+Pressemitteilung soll es dazu auch bald geben

    http://www.science20.com/quantum_diaries_survivor/opera_result_affected_instrumental_error-87192

    Da werden sie wohl mitteilen, dass noch viel zu testen ist….

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  7. #207 | galileo2609 | 23. Februar 2012, 00:26
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  8. #208 | TSK | 23. Februar 2012, 00:44

    Bestätigung bekommen: Ja, es sieht nach dem
    Glasfaserkabel (elektrisch/optischer Anschluß) aus.
    Herrje, die Leute von CERN tun mir jetzt schon leid….

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  9. #209 | Karl | 23. Februar 2012, 01:54

    @TSK: Danke für die Bestätigung. Ja, das CERN Team beneide ich jetzt nicht.

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  10. #210 | haereticus | 23. Februar 2012, 10:26

    Als ich das mit der schlechten Steckverbindung des LL-Kabels las,
    rastete mein Gedankengang sofort in ein antrainiertes Schema.
    Seit es Computer gibt, kann man beim Auftreten von Fehlern zunächst
    von irgendeiner lockeren Steckverbindung als Ursache ausgehen.
    Das hat sich in der Mehrzahl der Fälle bewährt.
    Allerdings geht es dabei in der Regel um elektrische Kontakte.

    1.
    Im Opera-Fall aber geht es nun um die Steckverbindung eines Glasfaser-Kabels. Es liegt nahe, anzunehmen, dass bei totalem Ausfall dieser Steckverbindung die anschliessende Datenverarbeitung blockiert wäre und eine Fehlermeldung automatisch erfolgen würde.
    Ist das wirklich so?

    2.
    Wenn die Steckverbindung nur locker oder verschmutzt war, so erhebt sich
    für mich u.a. die Frage, wie sich nach dem Fixing eine um 60 ns kürzere Signal-Laufzeit (im Kalibrierungs-Kabel?) ergeben kann. Diese 60 ns entsprechen etwa 12 m Faserlänge, die ‘quasi weggeschaltet’ scheinen, sobald man die Verbindung herstellt! Die derzeit vorliegenden ‘Erklärungstexte’ lassen an Deutlichkeit der Aussage wieder einmal zu wünschen übrig.
    Was bezieht sich auf was, mit welchem Vorzeichen?
    Ist die Kalibrierungsfaser ca. 12 m lang?

    3.
    Nun erhebt sich für mich vor allem die Frage, ob die Annahme unter 1. richtig ist, oder ob bei Herausziehen des Steckers die Datenverarbeitung einfach ohne die Kalibrierung weiterläuft und somit von der Software nicht als Fehler abgefangen wird. Ein solch gravierender Software-Mangel mag zwar schwer vorstellbar sein, muss aber dennoch in Betracht gezogen werden.
    Das wäre dann eine präzise, glaubwürdige Erklärung.
    Derartige Fehler sind gerade bei hochkomplexen Systemen, die kein
    einzelner Mensch mehr überschauen kann, die Ursache von völlig
    unerwarteten Ausfällen und Fehlfunktionen mit allen entsprechenden Folgen.

    4.
    Bevor keine detaillierte ‘Failure-Mode and Effect-Analysis’ zu diesem
    seltsamen Fall vorliegt, ist meines Ermessens der Fall nicht adäquat
    zu bewerten.

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  11. #211 | Philip | 23. Februar 2012, 14:31

    Wenn tatsächlich ein Kabelfehler für das Messergebnis verantwortlich wäre, wäre dies wahrlich oberpeinlich für das CERN-Team. Zu dessen Ehrenrettung muss man aber auch sagen, dass es ausdrücklich um eine genaue Überprüfung seines Resultats gebeten hat.
    Aber wie gesagt, selbst überlichtschnelle Neutrinos wären, anders als Professor Thim behauptet, mit der SRT vereinbar, solange es nicht zugleich auch unterlichtschnelle Neutrinos gibt, die eine geringere Energie haben (wie man es nach Newton erwarten würde). Tatsächlich könnte man den Befund v>c (so er sich denn bestätigen sollte) sogar als Bestätigung der SRT auffassen, wenn man argumentiert, dass die Energie von CERN-Neutrinos höchstwahrscheinlich kleiner ist als die von SN-Neutrinos (bei denen keine signifikante Abweichung von c beobachtet wurde).

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  12. #212 | haereticus | 23. Februar 2012, 17:53

    @ Philip | 23. Februar 2012, 14:31

    Hallo Philip,

    da möchte ich Dir doch eine Frage stellen:

    Wenn nun z.B. die 12-fache Lichtgeschwindigkeit gemessen worden wäre;
    hättest Du das als Bestätigung der SRT aufgefasst?

    Grüsse Haereticus

    Diesen Kommentar: Zitieren
  13. #213 | Philip | 23. Februar 2012, 18:13

    @haereticus
    Es kommt nicht auf das Ausmaß der Überlichtgeschwindigkeit an, sondern darauf, ob die schnelleren Neutrinos mehr oder weniger Energie haben als die langsameren.

    Diesen Kommentar: Zitieren
  14. #214 | galileo2609 | 23. Februar 2012, 22:19

    Die Situation ist am Tag nach dieser Breaking News ist immer noch recht unübersichtlich. Ein wenig verwundert bin ich über die Emotionalität, die den OPERA-Forschern gerade auch auf diversen wissenschaftlichen Blogs entgegenschlägt. Ich bin der Ansicht, dass man das erstmal ruhig angehen sollte.

    In ein paar Monaten werden nicht nur neue Daten von OPERA vorliegen, mit gefixter hardware, sondern auch von MINOS. Anhand dieser Ergebnisse wird sich das aufgeworfene FTL-Phänomen abschliessend wissenschaftlich beurteilen lassen. Wir leben in spannenden Zeiten.

    Grüsse galileo2609

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  15. #215 | Titus | 23. Februar 2012, 23:05

    Laut Caren Hagner wird die OPERA-Gruppe ihre Arbeit zurückziehen und nicht veröffentlichen, da sie alles neu machen müssen.

    http://science.orf.at/stories/1694983/

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  16. #216 | Philip | 24. Februar 2012, 12:58

    Ich muss mich korrigieren: Wirklich peinlich wäre es nicht für das CERN-Team, das den Versuch durchgeführt hat, denn dies hat an den eigenen Ergebnissen ja durchaus Zweifel gezeigt.
    Das Team wird nach Reparatur der Messappaturen einfach den Versuch wiederholen und die früheren Ergebnisse entweder reproduzieren oder eben auch nicht.
    Wirklich peinlich ist die Meldung für diejenigen, die aufgetrumpft haben, Einstein sei nun “endlich” widerlegt. Und peinlich für den Sensationsjournalismus.

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  17. #217 | Titus | 24. Februar 2012, 18:15

    Einige Aufklärung bringt dieses Interview mit Caren Hagner:

    http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/interview-ueber-die-moeglichen-fehlerquellen-messfehler-koennten-ueberlichtgeschwindigkeit-erklaeren-11660876.html

    Also, möglicherweise bis zu 100ns wegen des Kabels, abzüglich ein paar ns wegen des zweiten Fehlers (Oszillator). Das gibt dann eine unter Umständen brauchbare Erklärung für die 60ns.

    Muss aber alles noch gecheckt werden, und ein neuer Neutrinobeam wird im Mai benutzt.

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  18. #218 | galileo2609 | 24. Februar 2012, 23:54

    Lesetipp: Das Cern, die Neutrinos und die Wissenschaft bei final-frontier.ch (24.02.2012).

    Grüsse galileo2609

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  19. #219 | 973 | 28. Februar 2012, 21:47

    Es ist immer am sympathischsten, wenn sich Erklärungen finden, bei denen möglichst wenig an der ethablierten (experimell gut verifizierten) Physik umgekrempelt werden muß, und solange keine sehr triftigen, aus mehreren Bereichen der Physik kommende Gründe vorliegen, sollten auch bei evtl. nötigen Ergänzungen immer die einfachsten und naheliegendsten bevorzugt in Betracht gezogen und verifiziert werden. Insgesamt gesehen kann man sagen, daß Sachen wie solche Ergebnisse in der Forschung halt hin und wieder vorkommen, aber (von verschiedenen sehr weit liegenden bis absurden höchstvorsorglichen Theorien zur Erklärung abgesehen) die Angelegenheit korrekt behandelt, mit Vorsicht und Bitte um Verifizierung bekannt gegeben, von Theorie und Praxis her auf einfache Erklärungen hin überprüft wurde, und hoffentlich auch durch das Kabel erklärt und nach Wiederholung der Messungen erledigt ist.

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  20. #220 | Titus | 16. März 2012, 19:02

    So, ICARUS hat nun ebenfalls eine direkte Geschwindigkeitsmessung durchgeführt und Übereinstimmung mit Lichtgeschwindigkeit erzielt.

    http://www.nature.com/news/neutrinos-not-faster-than-light-1.10249

    http://arxiv.org/abs/1203.3433

    Damit ist wohl endgültig vorbei mit den überlichtschnellen Neutrinos von OPERA ….

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  21. #221 | galileo2609 | 16. März 2012, 23:18

    Hallo Titus,

    auch das sind wieder gute Nachrichten. Ich bin jetzt wirklich noch neugierig was OPERA selbst als nächstes liefern wird, wenn die lokalisierten Fehler gefixt sind und das Experiment wiederholt wurde.

    Grüsse galileo2609

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  22. #222 | Titus | 30. März 2012, 17:20

    Ein paar Neuigkeiten:

    Am 28. März gab es im LNGS einen Workshop, in dem die Resultate über die möglichen Fehlerquellen von OPERA, LVD, usw. präsentiert wurden. Hier ein paar Überschriften:
    http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/lngs_en/research/experiments_scientific_info/conferences_seminars/seminars/LNGS%20Seminar2012miniworkshop.pdf

    Ein paar Details wurde von INFN Präsident Ferroni in einem Interview bekanntgegeben.

    http://iononfaccioniente.wordpress.com/2012/03/29/neutrino-verso-il-verdetto-finale/

    Dort teilte er mit, dass OPERA und LVD die Daten von kosmischen Myonneutrinos untersucht haben, und dabei tatsächlich den Kabelfehler bestätigen konnten. D.h. die Werte zwischen 2007-2008 und 2008-2011 wichen offenbar voneinander genauso ab, wie bei der OPERA-Anomalie. Womit fast sicher ist dass es sich um eben diesen Fehler handelt, der > c verursacht hat. Um ganz sicher zu sein werden sie trotzdem noch die Mai-Messungen durchführen.

    Und heute ist auch noch OPERA Sprecher Prof. Ereditato zurückgetreten

    http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-17560379

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  23. #223 | galileo2609 | 30. März 2012, 20:46

    Und heute ist auch noch OPERA Sprecher Prof. Ereditato zurückgetreten

    Der Rücktritt von Antonio Ereditato als Sprecher der Opera Collaboration ist aus meiner Sicht aus wissenschaftlichen Gründen nicht zwingend gewesen. Allerdings scheinen sich wohl innerhalb der Gruppe so starke Spannungen um die Öffentlichkeitswirkung des Experiments aufgebaut zu haben, dass Ereditato wohl nichts anderes übrig blieb, als den Weg frei zu machen:

    SPON hat geschrieben:
    Innerhalb der “Opera Collaboration” kam es zu einer Abstimmung, wie es mit dem Mann an der Spitze weitergehen solle. Beim Istituto Nazionale Fisica Nucleare (INFN), dem Betreiber des Gran-Sasso-Labors, ist zu hören, dass sich dabei zwar keine klare Mehrheit gegen Ereditato ergeben hätte. Allerdings sei ein Riss durch die Forschergruppe gegangen. Und daraufhin habe der Italiener sein Amt aufgegeben.

    Was da im Einzelnen passiert ist, werden wir sicherlich noch in der Rückschau erfahren. Vordringlich ist es jetzt aber, die Wiederholungsmessungen im Mai durchzuführen, die Ergebnisse abzuwarten und genau zu analysieren. Spannende Zeiten.

    Grüsse galileo2609

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  24. #224 | Titus | 30. März 2012, 23:23

    Auch OPERA Physikkoordinator Dario Autiero musste zurücktreten

    http://news.sciencemag.org/scienceinsider/2012/03/leaders-of-faster-than-light-exp.html

    Ereditato wegen seines Managements, und Autiero wegen der Messungen.

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  25. #225 | Titus | 1. April 2012, 12:40

    Hie der Link zu den ausführlichen Workshop-Präsentationen

    http://agenda.infn.it/materialDisplay.py?materialId=slides&confId=4896

    Und die Erklärung dazu in Matt Strasslers Blog

    http://profmattstrassler.com/2012/03/30/operas-timing-issue-confirmed/

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  26. #226 | Titus | 1. April 2012, 12:51

    Das bedeutet, sie haben einfach die Zeit für die Ankunft von kosmischen Myonneutrinos von OPERA, mit der Ankunftszeit derselben Neutrinos im benachbarten LVD-Detektor verglichen. Dabei haben sie gefunden, dass eine Disprepanz von ungefähr 73n herauskommt, welche zu einer scheinbar schnelleren Geschwindigkeit bei OPERA führt, und somit voll im Rahmen der OPERA-Anomalie liegt.
    Dass es mit dem Kabel zu tun hat wissen sie, weil diese LVD-OPERA Diskrepanz vom August 2008 bis Dezember 2011 aufgetreten ist – genau bis zum Zeitpunkt als sie die Kabelverbindung repariert haben, dann war es wieder normal.

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  27. #227 | Titus | 8. Juni 2012, 11:03

    Hier die neuen (vorläufigen) Ergebnisse der im Mai vorgenommenen Messungen von OPERA, ICARUS, LVD, und BOREXINO: Sie sind alle in Übereinstimmung mit der Lichtgeschwindigkeit. Auch MINOS hat Ergebnisse präsentiert, ebenfalls in Übereinstimmung damit.

    http://francisthemulenews.wordpress.com/2012/06/08/la-medida-correcta-de-la-velocidad-de-los-neutrinos-de-opera-en-2011-y-los-nuevos-resultados-de-2012/
    (Bilder sind klar, und Text ist mit GoogleTranslate gut verständlich).

    PS: Kann in meinem letzten Beitrag bitte “kosmischen Myonneutrinos” durch “kosmischen Myonen”, sowie “derselben Neutrinos” durch “derselben Myonen” ersetzt werden? Danke.

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  28. #228 | Titus | 8. Juni 2012, 11:46

    Diesmal waren die OPERA-Neutrinos die langsamsten ;-)

    Borexino: δt = 2.7 ± 1.2 (stat) ± 3(sys) ns
    ICARUS: δt = 5.1 ± 1.1(stat) ± 5.5(sys) ns
    LVD: δt = 2.9 ± 0.6(stat) ± 3(sys) ns
    OPERA: δt = 1.6 ± 1.1(stat) [+ 6.1, -3.7](sys) ns

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  29. #229 | Raimund Kottwitz | 25. Juni 2012, 23:38

    Die Diskussion über mögliche Fehlerquellen ließe sich erheblich verkürzen, wenn die Grundsatzfrage klar ist, ob das Neutrino gemäß aktueller Wiki schwerer ist als das Photon.
    Denn nur Teilchen die leichter sind als das Photon könnten die Lichtgeschwindigkeit überschreiten. Meiner Meinung nach können Teilchen mit der Masse = Null unendlich schnell sein, da es sie ja eigentlich auch gar nicht geben kann.

    Jede Existenz ist an Energie und gemäß E=m*c² an Masse gebunden oder es hat keine Energie und existiert somit auch nicht.

    Aber ist das wirklich so?

    Da es anscheinend nicht gelingt, Gravitationswellen nachzuweisen, verbleibt nur noch die einzig mögliche Interpretation der Gravitationslinsen, dass das Photon einer
    Wechselwirkung mit der Gravitation unterliegt.

    Die einsteinsche Raumkrümmkung wäre dann eine gut gelunge mathematische Transformation von Masse in Raumkrümmung.

    Mehr nicht!

    Diesen Kommentar: Zitieren
  30. #230 | Philip | 26. Juni 2012, 13:12

    @Raimund Kottwitz

    Denn nur Teilchen die leichter sind als das Photon könnten die Lichtgeschwindigkeit überschreiten.

    Das stimmt so nicht. Das mit der Masse ist so eine Sache. Früher sprach man oft von der “relativistischen” oder “dynamischen Masse”
    m:=\frac{E}{c^2}=m_0\gamma=\frac{m_0}{\sqrt{1-(v/c)^2}}.
    Heute bezeichnet man als “Masse” den Lorentz-Skalar
    m_0:=\frac{1}{c^2}\sqrt{E^2-c^2p^2},
    was bis auf den konstanten Vorfaktor der Betrag des Energie-Impuls-Vierervektors ist.
    Beim Photon ist diese Masse gleich Null, man kann ihm jedoch zugleich die “dynamische Masse”
    m:=\frac{\hbar\omega}{c^2}
    zuordnen. Wenn man in den Lorentz-faktor \gamma=\frac{1}{\sqrt{1-(v/c)^2}} eine größere Geschwindigkeit als c einsetzt, wird dieser rein rechnerisch negativ-imaginär (schließlich steht der negative Ausdruck unter der Wurzel), und die Ruheenergie müsste positiv-imaginär sein, um etwas Positives herauszubekommen.
    Sollte es Teilchen geben, die sich mit v>c bewegen (man nennt sie Tachyonen), so könnten diese niemals Unterlichtgeschwindigkeit haben, und sie wären um so energiereicher, je langsamer sie sich bewegen. Was bei “normalen” Teilchen die Ruhe- oder Eigenmasse ist, wäre bei Tachyonen die Masse, die sie bei unendlicher Geschwindigkeit hätten.

    Da es anscheinend nicht gelingt, Gravitationswellen nachzuweisen, verbleibt nur noch die einzig mögliche Interpretation der Gravitationslinsen, dass das Photon einer Wechselwirkung mit der Gravitation unterliegt.

    Gemäß ART ist das so. Jede Form von Energie wechselwirkt mit der Gravitation.
    Im Übrigen gehört es zu den Vorhersagen über Gravitationswellen, dass sie schwer nachzuweisen sind. Insbesondere sind potentielle Quellen von Gravitationswellen ziemlich unwirtliche Orte im Universum, d.h. da, wo man sie, wenn es sie gibt, leicht nachweisen könnte, wird es höchstwahrscheinlich niemanden geben, der das tun könnte…

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  31. #231 | Raimund Kottwitz | 27. Juni 2012, 01:04

    Meine Antwort auf Philips Kommentar:
    Ich bin hier neu und freue mich, dass mein Kommentar veröffentlicht wurde und auch prompt eine sehr aufwendige Stellungnahme erhielt.

    Aufwendig deshalb, weil viele Formeln eingearbeitet wurden, auf die zu antworten ich mir etwas Zeit erbete, zumal ich nicht weiß, wie man diese brilliante Darstellung in einer Textverarbeitung erzeugt.
    Ich bin halt groß geworden in einer Zeit, als man 1980 am Max Planck Institut für Elektronenmikroskopie in Berlin Dahlem noch mit Hilfe eines “Apple II” in Assembler versuchte Aufnahmen auszuwerten.

    Zur Sache:
    Mir ist es egal wie man Masse / Energie mathematisch beschreibt. Denn jeder weiß, dass er nur seiner eigenen gefälschten Statistik vertrauen kann.

    Fakt ist ist, dass Null x f(x) = Null ergibt. Bei einer Division wäre das Unendlich und
    Beides: Null und Unendlich ist in der Realität sehr, sehr, sehr unwahrscheinlich und stört ganz schlicht und einfach, da diese Zustände sich schlicht und einfach einer nüchternen Betrachtung entziehen.
    Sie sind aber so populär geworden in einer Physik, die sogar eine ” Inflation des Raumes” konstruieren musste, um den heutigen Zustand des Universums erklären zu können.

    Da halte ich es doch lieber mit dem großen, wenn nicht sogar größten Philosophen Emanuel Kant, der überzeugend darlegte, dass der Raum eine Hilfskonstrunktion des Menschen ist, um den Dingen einen Platz zuweisen zu können.

    Bsiher habe ich die ART so verstanden, dass die Beugung des Photons durch die Raumkrümmung verursacht wird. Wenn es nun Konsens sein sollte, dass auch Energie durch Gravitation beeinflußt wird, dann bin ich ja zufrieden. Denn Energie ist ja gemäß E=m x c² proportional zur Masse!

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  32. #232 | ralfkannenberg | 29. Juni 2012, 19:55

    Denn jeder weiß, dass er nur seiner eigenen gefälschten Statistik vertrauen kann.

    Sehr geehrter Herr Kottwitz,

    auch wenn dieser Spruch sehr witzig ist, so ist er doch unzutreffend.

    Wer gerade mal Kenntnisse vom chi^2-Test oder der chi^2-Verteilung hat und schon einmal eine Gauss-Kurve gesehen hat, sollte auch seiner selber gefälschten Statistik mit Vorteil nicht vertrauen.

    Fakt ist ist, dass Null x f(x) = Null ergibt.

    Nein, das ist kein Fakt; setzen Sie beispielsweise f(x) = 2/x, da werden Sie ohne künstlichen Einbau einer Unstetigkeit bei x=0 keine Nullstelle finden.

    Oder setzen Sie f(x) = 1/x^2; das Produkt wird Ihnen dann für x->0 über alle Grenzen anwachsen.

    Freundliche Grüsse, Ralf Kannenberg

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  33. #233 | TSK | 2. Juli 2012, 01:15

    Nein, das ist kein Fakt; setzen Sie beispielsweise f(x) = 2/x, da werden Sie ohne künstlichen Einbau einer Unstetigkeit bei x=0 keine Nullstelle finden.

    Oder setzen Sie f(x) = 1/x^2; das Produkt wird Ihnen dann für x->0 über alle Grenzen anwachsen.

    Aua, das ist sehr wohl ein Fakt: Die *Konstante*, also das Element Null haut multipliziert *alles* klein, selbst infinite Größen der Nichtstandardanalysis. 0 * f(x) == 0 für *jedes* f(x). Das ist die Primäreigenschaft eines Nullelementes von einem Körper.
    Er schreibt ja nicht, “x strebt gegen Null”, sondern “Null”.

    1. Immer Konstanten von abhängigen Variablen unterscheiden.
    2. Niemals den Grenzwert von einer Funktion mit dem Wert der Funktion verwechseln. Während es Usus ist, den Wert einer Funktion am Punkt 0/0 (unbestimmt) als Wert des Grenzwertes zu definieren, wenn er stetig und links- und rechtsseitig gleich ist, ist dies nicht zwingend und kann zu bösen Fallen führen (gerade bei der numerischen Auswertung am Computer).

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  34. #234 | ralfkannenberg | 2. Juli 2012, 11:37

    Aua, das ist sehr wohl ein Fakt: Die *Konstante*, also das Element Null haut multipliziert *alles* klein, selbst infinite Größen der Nichtstandardanalysis. 0 * f(x) == 0 für *jedes* f(x). Das ist die Primäreigenschaft eines Nullelementes von einem Körper.

    Hallo TSK,

    1. es ist nicht die Rede von der “Nichtstandardanalysis”; ausserdem ändert sich in dieser Angelegenheit überhaupt nichts, weil (anschaulich gesprochen, wir brauchen das jetzt nicht formal auf Ebene Äquivalenzklassen zu erörtern) 0 * “unendlich klein” sowieso immer 0 ergibt.

    2. Die Voraussetzung, dass ein Körper vorliegt, kann ich der Gleichung 0 * f(x) nicht entnehmen. Ich bin zweifelsohne einverstanden, dass im Falle eines endlichen f(x) das Produkt 0 ist, aber diese Einschränkung war im Beitrag von Herrn Kottwitz nicht genannt. – Funktionen sind meines Wissens genügend allgemein definiert, dass der Wertebereich nicht nur aus endlichen Grössen bestehen muss; das würde ja auch bedeuten, dass zwar nicht notwendig eine Metrik, aber doch wenigstens eine Abstandsfunktion auf dem Wertebereich definiert sein müsste.

    Ganz konkret würde man eine solche Aussage 0 * f(x) = 0 wie folgt zu beweisen versuchen:

    Man nehme ein Körperelement k – ein solches muss es ja geben, weil die leere Menge keinen Körper bildet, und betrachte (k – k) * f(x); per Distributivgesetz bekommt man k * f(x) – k * f(x).

    Und jetzt kommen wir zum springenden Punkt: -k * f(x) ist eben nur definiert, wenn f(x) nicht über alle Grenzen anwächst; in einer Gleichung darf man also im Allgemeinen nicht auf beiden Seiten “unendlich” subtrahieren und erwarten, dass hinterher noch eine gültige Gleichung herauskommt.

    Insgesamt vermute ich, dass Du stillschweigend davon ausgehst, dass f(x) in der Physik immer endlich sein muss und dann stimme ich Deiner Aussage selbstverständlich vollumfänglich zu. Schwieriger wird es, ob man diese Aussage dahingehend erweitern darf, dass f(x) für jedes x aus dem Definitionsbereich immer definiert sein muss; auch dann wäre Deinem Einwand zuzustimmen, da “unendlich“ nicht definiert ist. Andererseits darf man Funktionen formal auf beliebigen Mengen definieren und es ist durchaus zulässig, ein Element nicht-endlichen Betrages in eine Menge aufzunehmen.

    Freundliche Grüsse, Ralf

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  35. #235 | ralfkannenberg | 3. Juli 2012, 12:14

    da “unendlich“ nicht definiert ist

    Hallo zusammen,

    nein, hier irre ich mich: selbstverständlich kann man “unendlich“ formal definieren, beispielsweise über eine Einpunkt-Kompaktifizierung via inverser stereographischer Projektion (siehe Riemann’sche Zahlenkugel). Wenn man dann noch grosszügig Geraden als Kreise mit Radius=unendlich interpretiert ist das ganze sogar kreistreu und parallelentreu, u.a. natürlich nicht abstandstreu. Allerdings verliert man die Gruppeneigenschaften, weil man den “unendlich fernen Punkt“ (im Nordpol der Riemann’sche Zahlenkugel) nicht widerspruchsfrei subtrahieren kann.

    Nun kann man die Funktion f(x) im “unendlich fernen Punkt“ invariant belassen, ja man kann das sogar so einrichten, dass das auf der Riemann’schen Zahlenkugel stetig geschieht, z.B. f(x) = abs(x), oder f(x) = (abs(x))^2, oder f(x) = e^(abs(x)), um ein paar Beispiele zu nennen. Somit sind Beispiele konstruiert, bei denen 0 * f(x) nicht zwingend 0 ergeben muss.

    Man benötigt also eine zusätzliche Voraussetzung, wenn man sowas verhindern will.

    Freundliche Grüsse, Ralf

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  36. #236 | Raimund Kottwitz | 12. Juli 2012, 00:05

    Lieber Ralf,
    Dein Beitrag ist symptomatisch für die aktuelle Krise der Physik.
    Ich möchte mich nicht vertiefen in mathematische Spielereien.

    Mathematik beschreibt nicht die reale Welt.
    So kann man zwar den Einfluß der Gravitation auf das Photon als Raumkrümmung beschreiben und damit herrvoragend arbeiten. Diese mathematische Transformation hat aber überhaupt nichts mit der Realität zu tun, solange nicht der Beweis erfolgt, dass tatsächlich Gravitationswellen existieren.
    Mathematik ist ein Hilfsmttel, um u.a. auch physikalische
    Vorgänge allgemeingültig beschreiben zu können.
    Ich finde es katastrophal, dass der entsprechende Fachbereich an der TU Hannover sich “Mathematik und Physik” nennt.
    Als ich 1970 an der TU Berlin studierte, da war der Fachbereich Mathematik zuständig dafür, dass die Ingenieurswissenschaften die erforderlichen Werkzeuge gelehrt bekommen, um ihre Aufgaben erfolgreich erledigen zu können.
    Heute gibt es hervoragende mathematische Modelle um eine Windkraftanlage zu simulieren.
    Es wird aber niemals dazu kommen, dass die die Mathematik die Physik des Windes und die Physik der Aerodynamik und der verwendeten Bauteile definieren kann.
    Mathematik kann ingenieurmäßig entwickelte Lösung überprüfen. Diese Berechnungen sind aber mit größt möglicher Vorsicht in der Reallität zu überprüfen, denn zumindest in der Windkraft gab es deswegen schon einige Todesfälle engagierter Ingenieure…..

    Ähnliches wünsche ich mir für die Astrophysik, damit sie ihrem Supergau bald eingestehen kann.

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  37. #237 | galileo2609 | 12. Juli 2012, 00:44

    Kottwitz,

    unter den “Welträtsellösern” waren schon immer die Ingenieure überrepräsentiert. Ich empfehle ihnen zu diesem Phänomen die Lektüre von Hans-Liudger Dienel: Herrschaft über die Natur? Naturvorstellungen deutscher Ingenieure 1871-1914, Stuttgart 1992. Die weiteren Berufsgruppen, die sich in wissenschaftshistorischer Betrachtung am liebsten an der modernen Physik rieben, waren dann die Ärzte und Juristen.

    Grüsse galileo2609

    Diesen Kommentar: Zitieren
  38. #238 | Solkar | 12. Juli 2012, 08:33

    #236 | Raimund Kottwitz | 12. Juli 2012, 00:05

    …aktuelle Krise der Physik.

    Welche bitte worin genau bestehen sollte? :confused:

    #236 | Raimund Kottwitz | 12. Juli 2012, 00:05

    Ich möchte mich nicht vertiefen in mathematische Spielereien.

    Schön geerdet! :top:

    #236 | Raimund Kottwitz | 12. Juli 2012, 00:05

    Ähnliches wünsche ich mir für die Astrophysik, damit sie ihrem Supergau bald eingestehen kann.

    Kommt da zumindest noch ein Symptom jenes “Supergau” zur Erläuterung für die Nichtinitiierten hinterher oder soll man’s beim Scrabble ermitteln?

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  39. #239 | ralfkannenberg | 12. Juli 2012, 12:14

    Hallo Reimund,

    Dein Beitrag ist symptomatisch für die aktuelle Krise der Physik.

    von einer “aktuellen Krise der Physik” ist mir nichts bekannt; könntest Du hier etwas ausholen, was Du meinst ?

    Ich möchte mich nicht vertiefen in mathematische Spielereien.

    Das ist auf diesem Niveau auch nicht erforderlich und kann bei Interesse in einem anderen Thread erfolgen.

    Mathematik beschreibt nicht die reale Welt.

    Das hat auch niemand, der von Naturwissenschaft eine gewisse Grundkenntnis hat, behauptet.

    Mathematik ist ein Hilfsmttel, um u.a. auch physikalische Vorgänge allgemeingültig beschreiben zu können.

    Mathematik ist natürlich mehr, aber sie ist selbstverständlich auch geeignet, diesem von Dir genannten Zweck gerecht zu werden.

    Ich finde es katastrophal, dass der entsprechende Fachbereich an der TU Hannover sich “Mathematik und Physik” nennt.

    Ich persönlich indes begrüsse das; an der ETH Zürich war das zu meiner Zeit auch so. Aber Namensgebungen sind eigentlich sekundär und vor allem organisatorischer Natur.

    Als ich 1970 an der TU Berlin studierte, da war der Fachbereich Mathematik zuständig dafür, dass die Ingenieurswissenschaften die erforderlichen Werkzeuge gelehrt bekommen, um ihre Aufgaben erfolgreich erledigen zu können.

    unter anderem, unter anderem …- auch ich habe nach dem Vordiplom ein bisschen Geld fürs Studium verdient, indem ich als Hilfsassistent Übungen für junge Ingenieur-Studenten in Lineare Algebra, Informatik und vertretungshalber auch Analysis geleitet habe. Da habe ich es grossenteils mit sehr talentierten Leuten zu tun gehabt, mit denen es grossen Spass gemacht hat, zu arbeiten.

    Heute gibt es hervoragende mathematische Modelle um eine Windkraftanlage zu simulieren.
    Es wird aber niemals dazu kommen, dass die die Mathematik die Physik des Windes und die Physik der Aerodynamik und der verwendeten Bauteile definieren kann.

    Bitte beachte: die korrekte Definition steht ebenso wie die Benennung der verwendeten Voraussetzungen ganz zu Beginn der Beweiskette.

    Mathematik kann ingenieurmäßig entwickelte Lösung überprüfen. Diese Berechnungen sind aber mit größt möglicher Vorsicht in der Reallität zu überprüfen

    Kein seriöser Wissenschaftler wird dem widersprechen.

    denn zumindest in der Windkraft gab es deswegen schon einige Todesfälle engagierter Ingenieure…..

    Das wird daher gekommen sein, dass die mathematischen Resultate falsch angewandt wurden. Als Abhilfe sollte man talentierte Ingenieure einstellen, die etwas von Mathematik und von Physik verstehen und die imstande sind, die mathematischen Resultate korrekt anzuwenden. Dass es solche gibt habe ich oben geschrieben.

    Ähnliches wünsche ich mir für die Astrophysik, damit sie ihrem Supergau bald eingestehen kann.

    Du wünschst Dir Todesfälle, damit Du diese für Deine absurden Hirngespinste wie einen Supergau in der Astrophysik missbrauchen kannst ? – Ich hoffe sehr, dass ich Dich nach Deinem ansonsten insgesamt guten Beitrag, der lediglich bezüglich einer aktuellen Krise in der Physik keine Zustimmung von mir findet, nur missverstanden habe.

    Freundliche Grüsse, Ralf

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  40. #240 | Solkar | 13. Juli 2012, 12:10

    Der Klassiker seitens Herrn Kottwitz wäre jetzt, anstatt seine “Thesen” hinsichtlich der angeblichen Krisen und Probleme hier und jetzt zu konkretisieren und zu verfechten, jene einfach in gleicher Form in einem anderen Forum oder Blog zu wiederholen.

    Das ist eine nicht unübliches Manöver, für welche ich hier den Begriff
    “Mühlen-Tenuki”
    einführen möchte:

    1. “Tenuki” ist ein Begriff des Go-Spiels, der ungefähr “woanders weiterspielen” bedeutet,
    2. und was eine Mühle damit zu tun hat, erschliesst sich wohl jedem, der bereits derartige gebetsmühlenartige Wiederholungen erlebt hat.

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  41. #241 | m.s | 13. Juli 2012, 12:54

    Go(wei-chi,baduk) technisch gesehen würde die Bezeichnung “Hamete” das Manöver des Herrn Kottwitz treffend beschreiben.

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  42. #242 | Philip | 13. Juli 2012, 13:04

    @Raimund Kottwitz

    Diese Berechnungen sind aber mit größt möglicher Vorsicht in der Reallität zu überprüfen, denn zumindest in der Windkraft gab es deswegen schon einige Todesfälle engagierter Ingenieure…..

    Ähnliches wünsche ich mir für die Astrophysik, damit sie ihrem Supergau bald eingestehen kann.

    Meinen Sie das allen Ernstes so zynisch, wie das klingt?

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  43. #243 | Solkar | 13. Juli 2012, 13:16

    wg. #241 | m.s | 13. Juli 2012, 12:54
    Das muss man perspektivisch sehen – manche “finden” halt Tengen gleich viermal auf dem Board… :)

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  44. #244 | Titus | 15. Juli 2012, 19:02

    Nebenbei erwähnt hat OPERA die ursprüngliche Arbeit aktualisiert, somit ist gar nichts mehr übrig vom alten Resultat

    http://arxiv.org/abs/1109.4897v4

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