در ماه مارس سال ۲۰۱۱، آزمایشی معروف به آزمایش پروژه نوسان با دستگاه ردیابی امولسیون یا به اختصار اپرا یا OPERA، نتایج (جانبی یعنی هدف اصلی آزمایش این نبود) بسیار عجیب و خارج از انتظاری ارائه داد. آزمایش از این قرار بود که یکی از شتابدهندهی قدیمی سرن در مرز سوئیس و فرانسه، نوترینوهایی تولید میکرد و ۷۳۰ کیلومتر آنطرفتر در آزمایشگاه LNGS در شهر گران ساسوی ایتالیا، این نوترینوها را دیتکت میکرد. محققان آزمایش اپرا، برای هماهنگ کردن زمان از همین سیستمهای جی پی اس معمولی استفاده میکردند. نوترینوهای تولید شده در مرز سوئیس و فرانسه، نیز به خوبی و با دقت در مرکز ایتالیا مشاهده و ثبت شدند، اما یک اشکال وجود داشت و آن اینکه، نوترینوها حدود ۶۰/۷ نانو ثانیه زودتر مشاهده شدند. زودتر از چی؟ زودتر از زمانی که نور این مسافت را طی میکرد. این برای همه خیلی عجیب بود. چون یکی از پایههای فیزیک مدرن این است که سرعت نور مطلق است و چیزی نمیتواند در خلاء سریعتر از فوتونهای نور حرکت کند. اما محاسبات مربوط به این آزمایش نشان میداد که نوترینوها با سرعت ۲۹۹۸۰۰ کیلومتر بر ثانیه این فاصله را طی کرده بودند. در حالیکه سرعت نور ۲۹۹۷۹۲ کیلومتر بر ثانیه است. اما ما بیش از یک قرن است که مطلق بودن سرعت نور را پذیرفته ایم و این یکی از پایههای فیزیک مدرن است و آزمایشات متعددی درستی آن را نشان داده اند.
چرا باید این نوترینوها سریعتر از سرعت نور حرکت کنند؟
قضیه خیلی مشکوک بود. همه میدانستند که اینجا یا اشتباهی مهلکی رخ داده و یا اینکه کشف بسیار بزرگی در راه است. به مدت شش ماه، دانشمندان آزمایشات را تکرار کردند. آنها انواع مختلف نوترینوها با انرژیهای مختلف با منشأ مختلف را امتحان کردند. شش ماه بعد و در سپتامبر همان سال، دانشمندان این آزمایش رسما اعلام کردند که به نوترینوهایی رسیده اند که سریعتر از سرعت نور حرکت میکنند. آنها حتی پیش چاپ (preprint) این مقاله را نیز منتشر کردند. سخنگوی سرن سپس از محققان سرتاسر جهان خواست که خودشان صحت نتایج این آزمایش را بررسی کنند. بحث در بین فیزیکدانان به شدت بالا گرفت. عدهای به صحت آزمایش مشکوک بودند، چرا که اصل مطلق بودن سرعت نور، در آزمایشات متعدد دیگری درست از آب درآمده بود. عدهای دیگر هم معتقد بودند که این یک یافتهی جدید است و دست به کار شده بودند تا اساس تئوریک این یافتهی جدید را ارائه دهند. حتی مقالاتی نیز در همین زمینه به صورت پیشچاپ و داوری نشده، در پایگاه آرکایو منتشر شد. رفته رفته آزمایشگاههای دیگر و با روشهای متفاوت، سرعت نوترینوها را اندازه گیری کردند که همگی با مطلق بودن سرعت نور انطباق داشت. سرانجام بعد از تحقیقات و بررسیهای متعدد، منشا خطا مشخص شد. خطای اصلی اتصالی از یک گیرنده GPS به ساعت اصلی OPERA بود که شل شده بود و باعث خطا در اندازهگیری زمان میشد. اثر این نقص، کاهش زمان پرواز گزارش شده نوترینوها به میزان ۷۳ نانوثانیه بود که باعث میشد آنها سریعتر از نور به نظر برسند. مشکل بعدی ساعتی روی یک برد الکترونیکی بود که سریعتر از فرکانس ۱۰ مگاهرتز مورد انتظار خود تیک میزد و زمان پرواز گزارش شده نوترینوها را طولانیتر میکرد و در نتیجه تا حدودی اثر سریعتر از نور به نظر رسیدن را کاهش میداد. از این اتفاق تحت عنوان ناهنجاری نوترینوی سریعتر از نور اپرا یاد میشود.
پینوشت : مدیر اپرا و همچنین سخنگوی این پروژه، بعد از افزایش فشارها به خاطر این نتایج متناقض، استعفا دادند.
– ابا اباد