Artículo publicado el 14 de octubre de 2011 en The Physics ArXiv Blog
El movimiento relativista de los relojes a bordo de los satélites GPS tiene en cuenta con exactitud el efecto superlumínico.
Ya han pasado tres semanas desde la extraordinaria noticia de que unos neutrinos que viajaron entre Francia e Italia se registró que lo hacían más rápido que la luz. El experimento, conocido como OPERA, encontró que las partículas producidas en el CERN, cerca de Ginebra, llegaron al Laboratorio Nacional Gran Sasso, en Italia, unos 60 nanosegundos antes de lo que permite la velocidad de la luz.
Satélite GPS © by cliff1066™
El resultado ha enviado una onda de entusiasmo a través de la comunidad física. Desde entonces, han aparecido más de 80 artículos en arXiv tratando de desacreditar o explicar el efecto. Huelga decir, sin embargo, que el sentimiento general es que el equipo de OPERA ha debido pasar algo por alto.
Hoy, Ronald van Elburg de la Universidad de Groningen en los Países Bajos presenta un argumento convincente de que ha encontrado el error.
En primer lugar, vamos a revisar el experimento, que se basa en una idea muy simple: una medida de la distancia y el tiempo.
La distancia es sencilla. La posición de la producción de neutrinos en el CERN es bastante fácil de medir con GPS. La posición del Laboratorio de Gran Sasso es más difícil de ubicar debido a que está a un kilómetro debajo de la montaña. Sin embargo, el equipo de OPERA dice que ha establecido la distancia de 730 km con un margen de error de 20 cm o menos.
El tiempo de vuelo de los neutrinos es mas difícil de medir. El equipo de OPERA dice que puede evaluar con precisión el instante en que se crean los neutrinos, y el instante en el que se detectan, usando relojes en ambos extremos.
Pero la parte difícil es mantener los relojes de ambos extremos exactamente sincronizados. El equipo hace esto usando satélites GPS, cada uno emitiendo una señal temporal de alta precisión desde una órbita a unos 20 000 km de altura. Esto introduce una serie de complicaciones adicionales que el equipo tiene que tener en cuenta, tales como el tiempo de viaje de las señales GPS hacia el suelo.
Pero van Elburg dice que hay un efecto que el equipo de OPERA parece haber pasado por alto: el movimiento relativista de los relojes GPS.
Es fácil pensar que el movimiento de los satélites es irrelevante. Después de todo, las ondas de radio que portan la señal temporal deben viajar a la velocidad de la luz, sin importar la velocidad de los satélites.
Pero hay una sutileza adicional. Aunque la velocidad de la luz no depende del marco de referencia, el tiempo de vuelo sí que lo hace. En este caso, hay dos marcos de referencia: el experimento en tierra y los relojes en órbita. Si estos se mueven uno respecto al otro, entonces tiene que tenerse en cuenta.
Entonces, ¿cuál es el movimiento de los satélites con respecto al experimento OPERA? Estas sondas orbitan de oeste a este en un plano inclinado 55 grados respecto al ecuador. Es significativo que este ángulo esté aproximadamente alineado con la ruta de vuelo de los neutrinos. Su movimiento relativo es entonces fácil de calcular.
Por lo tanto, desde el punto de vista de un reloj de a bordo de un satélite GPS, las posiciones de la fuente y el detector de neutrinos están cambiando. “Desde la perspectiva del reloj, el detector se mueve hacia la fuente y, por consiguiente, la distancia recorrida por las partículas observado desde el reloj, es más corta”, dice van Elburg.
Con esto quiere decir más corta que la distancia medida en el marco de referencia sobre el terreno.
El equipo de OPERA pasó por alto esto debido a que pensaba que los relojes estaban en tierra, y no en órbita.
¿Cómo de grande es este efecto? Van Elburg calcula que debería provocar que los neutrinos llegasen 32 nanosegundos antes. Pero esto debe duplicarse, dado que se genera el mismo error en cada extremo del experimento. Por lo que la corrección total es de 64 nanosegundos, casi exactamente lo que observó el equipo de OPERA.
Esto es impresionante, pero no como para decir que el caso está cerrado. La revisión por pares es una parte esencial del proceso científico, y este argumento debe mantenerse bajo el escrutinio de la comunidad en general y del equipo de OPERA en particular.
Si se mantiene, este episodio estará cargado de ironía. Lejos de romper la Teoría de la Relatividad de Einstein, la medida por encima de la velocidad de la luz resultará ser otra confirmación de la misma.
Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1110.2685: Times Of Flight Between A Source And A Detector Observed From A GPS Satellite.
Fecha Original: 14 de octubre de 2011
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MA-RA-VI-LLO-SO
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[...] prueba de los neutrinosThis page is wiki editable click here to edit this page. Por KanijoFuente: El misterio de los neutrinos más rápidos que la luz resuelto por la Relatividad Especial ← [...]
Buena lectura, muchas gracias.
Interesante artículo, sin embargo el título sugiere que el asunto ha sido resuelto, a pesar de que el paper no ha sido revisado por pares todavía. El título en inglés “Faster-than-Light Neutrino Puzzle Claimed Solved by Special Relativity” no dice exactamente eso.
La pega es que tal y como esta la ciencia tardaran bastante en validar esta teoría de los neutrinos
[...] El misterio de los neutrinos más rápidos que la luz resuelto por la Relatividad Especial [...]
[...] El misterio de los neutrinos más rápidos que la luz resuelto por la Relatividad Especial http://www.cienciakanija.com/2011/10/15/el-misterio-de-los-neutr… por Chaos1925 hace nada [...]
Y porque ocurrió solo con los neutrinos???…
No puedo creerme que esa gente pasara por alto algo así…
La pregunta es ¿lo dejaron pasar? Habrá que esperar a que lo digan…
Si fuera un error sistemático no afectaría a todas las partículas con masa?…
+1000
Sí, afectaría a todas las demás partículas, con masa o sin masa
Pero el experimento sólo podía detectar neutrinos, ergo…
Si hubieran podido recibir fotones, podrían haber medido la diferencia de tiempo entre la llegada de unos y otros (como se ha hecho en repetidas ocasiones con la luz de estrellas y supernovas)
Si fuera un error sistemático del experimento, afectaría efectivamente a otro tipo de partículas.
Pero este experimento esta diseñado para neutrinos que son los únicos que atraviesan 730Km materia como si no existiera porque interaccionan poco con esta y no valdría ni para fotones ni para ninguna otra partícula que se me ocurra. Y ademas el receptor esta igualmente pensado para neutrinos. Por lo tanto no puedes comparar los resultados con los de otra particula
@mvr1981
Las demás partículas ó bien se quedan en el camino por su interacción con la materia ó por su baja energía. Los neutrinos son, digamos, particularmente interesantes ya que solo tienen interacción con la fuerza nuclear débil y la gravitatoria, pudiendo llegar a través de toda la distancia subterránea.
Un gran saludo !
Madre mía, el problema es que en secuencias de tiempo tan pequeñas cualquier error es fatal
Yo no lo veo tan claro. No conozco lo suficiente los detalles del experimento.
-A: ¿Desde el CERN y Gran Sasso, se emite una señal al satélite en el instante de salida y llegada de los neutrinos y es el reloj del satélite el que mide la diferencia temporal?
-B: ¿Desde el satélite se ajustan los relojes emitiendo una señal simultanea a ambos a la vez con los cálculos ya realizados de los reajustes debidos a atmósfera, distancias de recorrido de la señal, etc…, y son los tiempos de estos relojes estacionarios en el CERN y Gran Sasso los que se toman para medir el tiempo de la trayectoria del haz de neutrinos?
-C: ¿Las dos cosas?
-D: ¿Otro método?.
Pero, de cualquier manera, hay que tener en cuenta que la diferencia de espacio de la trayectoria solo es válida para el caso A si en el caso B se han aplicado bién los cálculos de distancia del recorrido de las señales de ajuste de los relojes estacionarios en CERN y Gran Sasso emitidas desde el satélite.
Es decir, solo si la medida es una medida indirecta, una interpretación no relativista necesaria de transformaciones Lorentz. En este caso, hay que tener en cuenta que tanto los neutrinos como el satélite están en estado inercial de caída libre (pese a que los neutrinos lo hagan bajo tierra), y es una simple cuestión de transformación relativista de la trayectoria. También hay que tener en cuenta que el reloj del satélite no funcione de manera automática con la corrección de calibración temporal conveniente para llevar el mismo ritmo que los de la superficie del planeta, pues estos están en un estado de aceleración gravitatoria, la correspondiente a la curvatura espaciotemporal de su localización, por lo que no se traduce en desplazamiento acelerado.
Sin embargo, para el caso B, no veo que la diferencia de Estado Inercial entre el haz de neutrinos en caída libre y el satélite en caída libre, genere ningún error; pues la medición se hace desde relojes estacionarios en CERN y Gran Sasso.
Para este caso, lo que hay que tener en cuenta es la diferencia de tiempos propios del haz y de los relojes (que sí que toman medidas directas). El haz de neutrinos en Estado Inercial en un espaciotiempo curvo, y los relojes en Estado Acelerado estacionario en un espaciotiempo curvo. Y es el tiempo propio de los neutrinos en su geodésica el que cuenta para dicha geodésica, siendo válido para ambos sistemas una misma distancia http://antropiaquantica.blogspot.com/2011/10/neutrinos-hiperluminicos.html
Claro que también puede que hayan tenido todo esto en cuenta y los tiros vayan por otro lado.
Saludos.
[...] los comentarios 1 visto 1 alma 20 El misterio de los neutrinos más rápidos que la luz resuelto por la Relatividad [...]
Pues yo lo veo clarísimo (desde el principio yo esto lo vi como el efecto Centauro, y vale, no tengo pruebas, pero algo de trolleo profesional hubo aquí en la forma precipitada de hacerlo público y la carnaza que se le dio a los medios de entontecimiento de masas), y sabiendo la cantidad de gente que votó a esperar antes de hacer público la comunicación, yo tengo ya el cuadro totalmente aclarado. Ahora sólo queda ver quién paga la factura. Nadie, como siempre, o sea, todos. O sea, unos más que otros, y lo que menos (alícuotamente), los autores del desaguisado, y no me refiero a los firmantes de la comunicación.
Ya se verà esto, que vuelvan a repetir el experimento varias veces, esto darà mucha guerra, pero al final se impondrà la verdad.
[...] Sesitos macerados y bien reposados. [...]
Ondas gravitacionales…¿Podria ser?
¿Cómo es eso de una “revisión por partes”? ¿Primero se coge una y luego otra?
En fin, ya se sabe… quizás más allá de Orión haya algo más veloz… mientras tanto, a demostrarlo toca (o en este caso a confirmarlo).
Saludos.
Me parece una ligereza por parte de Van Elburg, afirmar que no se tuvo en cuenta la relatividad de los GPRS, al igual también hubo una segunda alternativa de medición como los relojes sobre F.O. Se esta esperando los resultados del experimento MINOS, para confirmar o poner en duda el experimento OPERA, por otro lado me parace que ciencia Kanija busca “desesperadamente” una explicación coherente con la relatividad del experimento OPERA, me parece que estamos con en el siglo 19 donde se buscaba desesperadamente un ETER para que los experimentos fueran congruentes con NEWTON, pero lo único que podemos decir es que hasta ahora no teníamos los instrumentos precisos ni la tecnología suficiente para avanzar en este campo, por lo tanto los experimentos hasta ahora realizados son congruentes con la relatividad, esto no significa que sea real y 100% confiable, solo no tenemos o teníamos los instrumentos con una precisión tal que sobrepasara la luz, otro punto que hay que tener en cuenta es que la relatividad es una teoría basada en nuestros cinco sentidos….no mas halla…
“me parace que ciencia Kanija busca “desesperadamente” una explicación coherente con la relatividad del experimento OPERA”
Ya puedo avanzarte que Ciencia Kanija no busca nada. Se ha publicado este artículo entre los cientos de posibles respuestas, simplemente porque me ha parecido extremadamente curiosa la sutil ironía de que, lejos de desbancar a Einstein, fuese una nueva confirmación de su teoría. Como se ha apuntado desde otros blogs (por ejemplo éste) seguramente van Elburg se ha pasado de listo. Queda mucho por recorrer en este camino.
No se puede demostrar que la Teoría de la Relatividad funciona porque la Teoría de la Relatividad funciona!!!
p=Neutrinos más veloces que la luz
q=Teoría de Relatividad no funciona
(p->q) (~p v q)
es decir, o los neutrinos no son más rápidos que la luz o la Teoría de la Relatividad es correcta.
Creo que se te ha deslizado una errata:
Si p=neutrinos más veloces que la luz
Y q= Teoría de la Relatividad no funciona
Entonces, es cierto que, si p->q, entonces ~p v q
Es decir, o los neutrinos no son más rápidos que la la luz (~p) o la Teoría de la Relatividad NO es correcta (q)
[...] traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Technology Review. MeneameDivúlgameDivobloggerBitacorasDeliciousGoogle [...]
Perdón Juan Ignacio, efectivamente hay un error, no he escrito todo el razonamiento, no se me da muy bien la lógica proposicional (visto queda). Solo quería hacer hincapié en que el razonamiento de Ronald van Elburg solo es válido si la TR es correcta. Que es precisamente lo que niega el experimento OPERA, por tanto, la única conclusión que se puede extraer de esta situación es que uno tiene razón y el otro no. Lo cual es una obviedad.
¿no es posible esta prueba sencilla para aclararlo?
1º Se sincronizan 2 relojes de altisima precision.
2º Uno se lleva al CERN y otro al Gran Sasso. (deberían seguir perfectamente sincronizados)
3º Cuando el CERN vaya a emitir los neutrinos que avisen al otro sitio que esten preparados que dentro de poco van a emitirlos.
4º Cuando el CERN emita que apunte la hora exacta del reloj.
5º Cuando el Gran Sasso reciba los neutrinos que haga lo mismo.
6º Luego se comparan los resultados y se sabrá exactamente lo que han tardado, a que hora exacta se emitieron y a que hora exacta llegaron sin posibilidad de error.
Yo creía que los GPS llevaban un dispositivo que corregía este tipo de errores, pues sino se produciría un error en el posicionamiento global de caracter acumulativo, o sea, o bien la señal que emiten los GPS está desfasada deliberadamente para que se interprete de forma correcta, o bien los aparatos que la decodifican y nos indican la hora y el lugar en que estamos tienen en cuenta este efecto.
Carajo, a quién podría ocurrírsele que los satélites se mueven? Encima que nos pagan mal tenemos que estar en todo?
Jeje, que cachondo.
Muy buen artículo, la verdad, me ha gustado bastante y esto nos hace replantearnos la idea de la ciencia y quién sabe en que grado repercutirá en un futuro este nuevo descubrimiento a los avances científico-tecnológicos.
Un saludo.
Marcos Amoedo 1ºG
por culpa de zumbados como tu, Fernando, la filosofia pierde crédito
[...] misterio de los neutrinos más rápidos que la luz resuelto por la Relatividad Especial,” Ciencia Kanija 15 oct 2011, del artículo de KFC, “Faster-than-Light Neutrino Puzzle Claimed Solved by Special [...]