Den 12 juli 2018 meddelade forskare vid IceCube Neutrino Observatory upptäckten av neutrinoer med hög energi. Denna upptäckt bekräftade återigen riktigheten hos den mest berömda fysikern under det tjugonde århundradet.
Till och med mystiska spökepartiklar, som knappt interagerar med vanligt ämne, följer den allmänna relativitetsteorin och bekräftar återigen Einsteins korrekthet. Hittills ger dessa högenergiska subatomära partiklar det bästa beviset för Lorentz-principen.
Lorentz-principen är hörnstenen i Einsteins relativitetsteori, som säger att alla objekt följer fysikens lagar så länge de rör sig med konstant hastighet. Enligt en aspekt av relativitetsteorin observerar alla objekt samma ljushastighet, även om de själva rör sig med olika hastigheter. En astronaut som rör sig med en hastighet på en miljon kilometer i timmen kommer att observera samma ljushastighet som en snigel som kryper en stig i en by. De kommer att observera ljus som rör sig med en hastighet av 299.792 kilometer per sekund.
Men forskare har inte slutat testa Einsteins relativitetsteori sedan 1905, ända sedan han publicerade den först. På 1950-talet, när neutrinoer upptäcktes, undrade vissa experter om oladdade partiklar följer Lorentz-principen. Forskarna undrade om en mystisk kraft som kallas Lorentz-kränkning kan få dessa objekt att ändra sitt beteende och motbevisa Einsteins teorier.
Förhållandet mellan sannolikheterna för övergången mellan vertikala neutrino till horisontellt i IceCube / IceCube Collaboration Observatory.
I en ny studie publicerad i tidskriften Nature Physics har forskare vid Massachusetts Institute of Technology i Cambridge och IceCube Collaboration på Amundsen-Scott Station på Sydpolen funnit att även neutrinoer följer relativitetsteorin.
Efter att ha analyserat de uppgifter som samlats in under två år av IceCube neutrino detektor och vägt en gigaton drog forskarna slutsatsen att inga anomalier hittades som tyder på att neutrinoer bortser från Einsteins lagar.
"Vi letade efter Lorentz-kränkande avvikelser, men vi kunde inte hitta," säger huvudförfattare, professor i fysik vid MIT. "Detta stänger boken om möjligheten att Lorentz bryter mot ett antal högenergin neutrino under mycket lång tid."
Kampanjvideo:
Genom att följa Lorentz-principen kan forskare förutsäga i vilken grad neutrinoer av en given massa kommer att svänga. Detta betyder att en neutrino måste resa vissa avstånd innan den blir en muon. Varje avvikelse från denna princip skulle räcka för att vända Einsteins relativitetsteori, åtminstone på neutrino-nivå.
Men både denna studie och dess resultat blev enastående upptäckter i vetenskapens värld, eftersom forskare för första gången hade möjlighet att studera neutrinoer med hög energi på jorden. Och om Lorentz-överträdelsen ägde rum, skulle det mycket lätt upptäckas vid så höga energier.
"Vi kunde definiera gränserna för detta hypotetiska fält, som är mycket, mycket mer exakta än alla tidigare," säger Konrad.
Vladimir Mirny