Teilchen schneller als das Licht
Physiker bringen mit Tests Einsteins Theorie ins Wanken
Winzige Elementarteilchen fliegen im Experiment scheinbar schneller als das Licht. Dies Messergebnis verblüfft die beteiligten Physiker am europäischen Teilchenforschungszentrum Cern in Genf, denn es würde gravierende Folgen für das physikalische Weltbild haben. Sogenannte Neutrinos, ultraleichte Elementarteilchen, scheinen in dem Experiment Opera rund 0,025 Promille schneller zu sein als das Licht, wie das Cern am Freitag mitteilte. Die Lichtgeschwindigkeit gilt nach Albert Einstein als die oberste Geschwindigkeitsgrenze im Universum und ist bislang in keinem Experiment der Welt durchbrochen worden.
«Falls diese Messungen bestätigt werden, könnten sie unsere Sicht auf die Physik verändern», erläuterte Cern-Forschungsdirektor Sergio Bertolucci in der Mitteilung. «Aber wir müssen sicher sein, dass es keine anderen, banaleren Erklärungen gibt. Das erfordert unabhängige Messungen.»
Die Beobachtung stammt vom Opera-Experiment, dass in einem unterirdischen Labor in den italienischen Abruzzen nach Neutrinos späht, die im rund 730 Kilometer entfernten Cern erzeugt und auf die Reise geschickt werden. Die Flugstrecke der Neutrinos ist nach Cern-Angaben auf 20 Zentimeter genau vermessen. Die rund 2,4 tausendstel Sekunden (Millisekunden) lange Flugzeit lasse sich auf 10 milliardstel Sekunden (Nanosekunden) genau bestimmen. Die Forscher haben die Flugzeit von rund 15 000 Neutrinos gestoppt und damit eine relativ hohe statistische Sicherheit erreicht. Die geisterhaften Elementarteilchen scheinen demnach im Mittel rund 60 Nanosekunden früher aufzutauchen als erwartet.
«Dieses Ergebnis kommt völlig überraschend», unterstrich der Sprecher des Opera-Experiments, Antonio Ereditato von der Universität Bern. Allerdings sind die Forscher noch weit davon entfernt, in den Beobachtungen eine Verletzung von Einsteins Relativitätstheorie zu sehen. «Die potenziellen Auswirkungen auf die Wissenschaft sind zu groß, um jetzt bereits Schlüsse zu ziehen oder eine physikalische Interpretation zu versuchen», betonte Ereditato. Möglich ist etwa, dass ein – trotz intensiver Suche – unentdeckter systematischer Fehler die Abweichung der Messwerte verursacht. Auch andere physikalische Erklärungen sind denkbar.
«Nach vielen Monaten Analyse und Prüfung haben wir keinen Instrumenten-Effekt gefunden, der die Messergebnisse erklären könnte», schränkte Ereditato allerdings ein. In der Hoffnung auf eine Erklärung wollen die Forscher die Beobachtungen daher jetzt in der Fachöffentlichkeit diskutieren und haben sie dazu im Internet veröffentlicht. «Obwohl wir eine niedrige systematische Unsicherheit und eine hohe statistische Genauigkeit erreicht haben und großes Vertrauen in unsere Resultate haben, begrüßen wir es, sie mit denen anderer Experimente zu vergleichen», betonte Opera-Physiker Dario Autiero.