Các nhà vật lí thuộc thí nghiệm OPERA ở Italy vừa công bố những kết quả sơ bộ của một thí nghiệm mới có vẻ như xác nhận kết quả trước đây của họ rằng neutrino có thể chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Hồi tháng 9, chương trình hợp tác OPERA đã loan báo rằng các neutrino truyền đi 730 km dưới lòng đất từ phòng thí nghiệm vật lí hạt CERN ở Thụy Sĩ đến phòng thí nghiệm Gran Sasso ở Italy – dường như chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng – cái trái ngược với thuyết tương đối đặc biệt Einstein.
nhiều người trong cộng đồng vật lí vẫn hoài nghi kết quả trên. Không bao lâu sau khi kết quả được công bố, một bài báo đăng trên tạp chí Physical Review Letters đã tranh luận rằng bất kì neutrino siêu sáng nào phát hiện ra tại Gran Sasso đều phải có một phổ năng lượng riêng biệt là kết quả của sự phát bức xạ kiểu Cerenkov của các hạt tích điện trên hành trình đó – là cái vốn không rõ ràng. Dường như cũng có một số bất đồng trong nội bộ nhóm OPERA về những kết quả trên, rằng có nên kiểm tra nội bộ thêm trước khi cho công bố trên một tạp chí đánh giá ngang hàng hay không.
Máy dò hạt OPERA. (Ảnh: INFN)
Nhiều nhà vật lí nghi ngờ một sai số hệ thống là nguyên nhân của sự vượt quá tốc độ của neutrino. Một vấn đề đã sớm được làm rõ là ảnh hưởng của độ dài của các xung neutrino đối với kết quả. Trong thí nghiệm ban đầu, các xung tồn tại trong 10,5 µs và cách nhau 50 ms, và một số nhà phê bình cho rằng những xung rộng như thế có thể gây ra một sai số hệ thống trong phép đo thời-gian-chuyển-động.
Mỗi lần một neutrino
Trong thí nghiệm mới nhất này, các xung neutrino giảm xuống còn dài 3 ns và cách nhau tới 524 ns. Hệ quả là thí nghiệm về cơ bản khảo sát các neutrino độc thân thay vì các chùm neutrino. “Với loại chùm mới tạo ra bởi máy gia tốc của CERN, chúng tôi đã có thể đo chính xác thời gian chuyển động của từng neutrino một”, phát biểu của Dario Autiero thuộc Viện Vật lí Hạt nhân Lyon ở Pháp.
Thí nghiệm mới nhất này bao hàm 20 neutrino, thay vì 16.000 đã nghiên cứu trong phân tích trước đây. Tuy nhiên, Autiero khẳng định phép đo mới trên mang lại độ chính xác có thể sánh với nghiên cứu trước đây. “Ngoài ra, phép phân tích còn đơn giản hơn và ít phụ thuộc hơn vào số đo cấu trúc thời gian của các xung proton và mối liên quan của nó với cơ chế sản sinh neutrino”, ông nói. Tuy nhiên, Autiero bổ sung thêm rằng cả hai kết quả đòi hỏi có thêm sự đánh giá kĩ lưỡng.
Jenny Thomas thuộc MINOS – một thí nghiệm neutrino tương tự tại Fermilab ở Mĩ – tán thành ý kiến trên. “Quan sát cảu OPERA về một sự trễ thời gian giống như vậy với một cấu trúc chùm khác chỉ cho thấy là không có vấn đề gì với cấu trúc từng đợt của chùm hạt”, bà nói. “Nó không giúp tìm hiểu xem có sự trễ hệ thống nào đã bị bỏ sót hay không”.
Nghiên cứu đã có bản thảo đăng trên trang arXiv.
Nguồn: physicsworld.com
