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La velocidad más rápida que la luz de los neutrinos podría deberse a un error de GPS

El Premio Nobel de Física Sheldon Lee Glashow añadió que si no hubiera error alguno las leyes de la física habrían sido "destruidas". (Volver)

punt dijo el día 15 de Diciembre de 2011 a las 14:39:46:

[Retablo] Para nada: desde el momento en que una diferencia de 60 nanosegundos equivale, a la velocidad de la luz, a unos 18 metros, un error de 18 metros en la estimación de la distancia entre emisor y receptor pueden provocar que aparezca una discrepancia de 60 nanosegundos en la medición.

Por otra parte, se podría calcular si los neutrinos van más rápidos que la luz o menos lanzando fotones y neutrinos a la vez y viendo cuáles llegan antes. Como eso no es posible (exigiría como mínimo construir un tubo de 730 km en línea recta y haciendo un vacío perfecto en su interior, por el que pudiera viajar la luz), lo que se hace es comprobar si los neutrinos llegan antes o después del tiempo que se estima que debería tardar la luz en recorrer esa misma distancia en condiciones ideales de vacío.

Así pues, no se compara la velocidad medida del neutrino con la medida de la luz, sino con la estimada de la luz (con toda la precisión que se quiera, pero estimada al fin y al cabo)

Por su parte, para la medición de la distancia no se ha medido cuánto tarda la luz en recorrer el camino que siguen los neutrinos sino que se ha hecho un cálculo cartográfico ayudado por el GPS. Como le digo, para medir la distancia con un haz de luz se necesitaría conectar ambos laboratorios por el tubo recto de vacío que le comentaba (que es el único que seguiría la misma trayectoria recta que siguen los neutrinos).

De todos modos, coincido con otros comentaristas en que quienes han hecho el experimento deben haber hecho todo lo humanamente posible para garantizar la precisión de todas y cada una de las mediciones.

Eso sí: ha habido errores garrafales históricos, como en las misiones espaciales Apolo XIII, Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander... (*)

Un saludo.

(*) Comentan unos cuantos errores garrafales, desde la exploración espacial hasta el cuelgue de la presentación de Windows 98 en esta página:
http://www.lcc.uma.es/~villa/noticias/marspolar.ht...

Retablo dijo el día 14 de Diciembre de 2011 a las 00:07:32:

La distancia entre los laboratorios es irrelevante a la hora de determinar cualitativamente el resultado del experimento, lo fundamental en ese sentido es la exactitud y precisión en la medición del tiempo. Si los neutrinos tardan menos tiempo que la luz en recorrer la misma distancia, son más rápidos, cualquiera que sea esa distancia.

Distancia que, por otra parte, en teoría puede ser determinada con una precisión que depende, justamente, de la de los relojes, ya que, supuesta la constancia de la velocidad de la luz basta medir el tiempo que tarda en llegar la luz para conocer la distancia que recorre. Y conocida la distancia, se deduce la velocidad del neutrino a partir del tiempo que dura su recorrido. Y entonces toda la preocupación por el GPS está de más.

Claro que no seré yo precisamente quien dè por supuesta la teoría de la relativiad...

COPELAND dijo el día 13 de Diciembre de 2011 a las 19:28:52:

Si ahora resulta que nos hemos gastado un pastón en el CERN para hacer experimentos, con posibilidades de generar agujeros negros incluidos y no sabemos con precisión nanométrica la distancia entre dos puntos entre los cuales se van a hacer mediciones de velocidad, se habrá demostrado empíricamente una vez más otra de las leyes de Einstein: Hay dos cosas que son infinitas, el universo y la estupidez humana. Y de lo primero, no estoy seguro.

punt dijo el día 13 de Diciembre de 2011 a las 15:18:51:

[Pitufito] Imagino que tiene vd toda la razón en cuanto a la precisión del GPS. Decía lo de la precisión en metros (aparte de porque se menciona en el artículo) por su aplicación civil y también porque se supone que la red de satélites Galileo iba a implantarse para aumentar la precisión de la red GPS (de donde deduje que ésta era "poco" precisa)

Pero también es cierto que, al hilo de su respuesta, recuerdo haber comprobado cómo una antena GPS-bluetooth detectaba un movimiento de centímetros (usando una aplicación de brújula que orienta la vista según sea la dirección del movimiento de la antena; con sólo mover la antena del GPS un par de palmos en una dirección u otra, la brújula cambiaba su orientación).

Aun así, sigo pensando que el experimento roza el límite del error razonable.

Por otra parte, imagino que si se demostrase cierto y hubiese que cambiar unos cuantos axiomas de la física, sería ciertamente un terremoto en el campo teórico puro, pero no representaría grandes cambios a nivel práctico (al menos a corto y medio plazo) ya que la física que se usa ahora ha demostrado su validez hasta límites que difícilmente pueden ser superados por los requerimientos de sus aplicaciones prácticas (de hecho, para lanzar satélites y sondas se sigue usando la física newtoniana).

En fin, habrá que ver cómo acaba todo esto.

Un saludo.

Golondri dijo el día 13 de Diciembre de 2011 a las 14:50:58:

Es que es muy dificil aceptar que las leyes de la física pueden ser muy diferentes de lo que conocemos, y que sólo sabíamos el 10%.
"el GPS es preciso en cuestión de metros". Eso no es verdad. Aunque lo diga este señor, muy respetable. Y por cierto también muy mayor y menos propenso a tener una mente tan abierta a los cambios como hace 40 años cuando estaba en primera línea. "si no hubiera error alguno las leyes de la física habrían sido "destruidas"". Tampoco es cierto. Habría que cambiarlas, o complementarlas, que no es lo mismo. Pero es que las leyes son las que son, no las que nos gustan, o las que decidamos nosotros. Yo no creo que los científicos del CERN sean tan torpes como para no conocer y tener en cuenta la precisión del GPS. Además el error sería a veces por exceso, y a veces por defecto. Se detectaría. Y además hay un precedente de un experimento americano anterior que dió el mismo resultado. Se desechó, porque no era tan preciso como este.

Pitufito dijo el día 13 de Diciembre de 2011 a las 13:57:01:

punt:
Te puedo asegurar que la exactitud del GPS está por debajo del centímetro, los metros osn para los sistemas basados en código, como los navegadores y resto de gps de uso común, un sistema profesional con el equipamiento adecuado y con corrección en tiempo real te da un centímetro de error, con postprocesado se puede mejorar todavía más.

punt dijo el día 13 de Diciembre de 2011 a las 11:42:15:

Veamos el artículo original:
http://www.libertaddigital.com/ciencia/2011-09-23/...

"el lanzamiento de neutrinos, partículas subatómicas, disparadas hacia un laboratorio italiano a 730 kilómetros de distancia"

"Los neutrinos llegaron a su destino, en Gran Sasso, 60 nanosegundos más rápidos que la luz, que cubre esa distancia en 2,4 milisegundos, explicó Dario Autiero, director del equipo e investigador en el CNRS"

"Hemos puesto en marcha un dispositivo entre el CERN (Centro Europeo de Investigación Nuclear) y el Gran Sasso que nos permitió una sincronización a nivel de nanosegundos y hemos medido la distancia entre los dos sitios con (una precisión de) veinte centímetros"

1.- ¿Cuánto recorre la luz en 60 nanosegundos? El nanosegundo es la milmillonésima parte de un segundo, de modo que si la luz recorre unos 300.000.000m en un segundo (exactamente 299.792.458m/s), recorrerá 0,3m en un nanosegundo o 18m en 60 nanosegundos.

2.- ¿Más rápido que la luz? Es difícil de determinar, aunque sólo sea porque no se envió un pulso de luz sincronizado con el envío de neutrinos (lo que habría permitido medir quién llegaba antes).

Lo que se sabe es que, en principio, los neutrinos adelantaron en 18m por cada 730km a lo que sería un haz de luz en el vacío.

Asumiendo, claro está, que no existe un error de 18m en el cálculo de la ubicación de emisor y receptor y que tampoco existe un desfase de hasta 60 milmillonésimas de segundo en la sincronización entre los relojes atómicos de ambos laboratorios (nótese que se debe haber sincronizado los relojes al punto concreto de la emisión, ya que si el reloj atómico se sitúa a 18m del emisor y no se corrige esa distancia, el propio pulso del reloj llegará con ese retraso).

Por cierto, la superficie de la Tierra está permanentemente sometida a aceleracíon (por la rotación y traslación del planeta) y eso introduce distorsiones en la percepción del espacio-tiempo relativista que pueden ser relevantes dado el altísimo nivel de precisión del experimento. ¿Se han tenido en cuenta?

Sea como sea, usar el sistema GPS para ubicar los laboratorios parece un poco burdo, ya que es un sistema que, como dice este científico, tiene una precisión de metros, no de centímetros. ¿Tal vez hubiera sido mejor usar interferometría satelital?

Un saludo.

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