08/06/2012 - Neutrinos respektieren die Lichtgeschwindigkeitsgrenze

Menéame

Neutrinos, die vom CERN an der französisch-schweizerischen Grenze nach Gran Sasso in Italien versandt wurden, an die kosmische Lichtgeschwindigkeitsgrenze angepasst werden.

Die Verantwortlichen für die Experimente des italienischen unterirdischen Labors, einschließlich OPERA, haben gerade ihre Ergebnisse auf der Konferenz vorgestellt. Neutrino 2012 Die jüngsten Maßnahmen, die dies bestätigen, wurden von Kyoto ergriffen.

Der CERN hat die spanische Technologie zur Verbesserung der Messungen eingesetzt.

Ergebnisse der vier Versuche

Es handelt sich um Borexin, ICARUS, LVD und OPERA, die eine mit der Lichtgeschwindigkeit konsistente Flugzeit des Neutrinos gemessen haben. Dies steht im Widerspruch zu einer Maßnahme, die die OPERA-Zusammenarbeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft im vergangenen September zur Prüfung zur Verfügung stellte, was darauf hindeutet, dass diese Messung auf ein fehlerhaftes Element des Glasfasersystems zurückzuführen war, das die Zeit des Experiments misst.

"Obwohl dieses Ergebnis nicht so aufregend ist, wie manche es sich gewünscht hätten, ist es das, was wir alle erwartet haben," sagt Bertolucci. "Die Geschichte hat die Vorstellungskraft der Öffentlichkeit gefesselt und die Gelegenheit gegeben, die wissenschaftliche Methode in Aktion zu sehen: Ein unerwartetes Ergebnis wird für seine Prüfung zur Verfügung gestellt, gründlich erforscht und teilweise durch die Zusammenarbeit zwischen häufig konkurrierenden Experimenten gelöst. So geht die Wissenschaft voran."

Der CERN hat in Spanien entwickelte Technologie eingesetzt, um die Geschwindigkeitsmessung der Neutrinos des OPERA-Experiments zu verbessern. Diese Technologie wird White Rabbit genannt und ist in der Lage, bis zu 2.000 Knoten zu synchronisieren, die mehr als 10 Kilometer lang mit einer Genauigkeit von einer Nanosekunde getrennt sind. Sie wurde von den Unternehmen Integrasys und Seven Solutions entwickelt, einer Spin-off-Firma an der Universität Granada sowie CERN und anderen Laboratorien.

Laut Javier Serrano, dem Leiter des Projekts White Rabbit beim CERN, war dieses System "zumindest in OPERA und ICARUS von entscheidender Bedeutung," einem weiteren Experiment im U-Bahn-Labor in Gran Sasso. Serrano erklärt, dass White Rabbit als unabhängiges Schema fungiert, das parallel zum vorherigen System installiert wird, um mögliche Fehler zu erkennen. So wurde White Rabbit verwendet, um die Redundanz der alten Synchronisationsverbindung in OPERA (die das Verbindungsproblem hatte) zu gewährleisten und einen der OCXO Oszillatoren zu charakterisieren, die die Frequenz in Übertragungen steuern, "die, wie Anfang 2012 entdeckt wurde, nicht in ihrer Nennfrequenz waren."

In ICARRUS, der im vergangenen März eine Messung der Geschwindigkeit der Neutrinos vom CERN bis zum Grand Sasso erhalten hat, die mit Lichtgeschwindigkeit vereinbar ist, wurde White Rabbit verwendet, um die Redundanz der alten Synchronisationsverbindung zu verbessern, was, so Serrano, "die Kalibrierungen beider Systeme vor Beginn des Experiments durch Korrelationen verbessern konnte."

Transparenz der Ergebnisse

Neben der Verbesserung der Redundanz bei der Synchronisierung der Neutrino-Emissions- und -Erkennungszeiten ist auch Javier Serrano ein weiterer Aspekt der Einbeziehung von White Rabbit in das System die "vollständige Transparenz." "Wir haben die Daten täglich im Internet für alle veröffentlicht, was es ermöglichte, Probleme zu identifizieren und sie rechtzeitig zu lösen, damit White Rabbit diese Beiträge leisten konnte." Die Hardware-Unterstützung des Systems, insbesondere der White Rabbit Switch und die PCIe-Nodes, ist vollständig geöffnet und die Entwürfe wurden unter der offenen Hardware-Lizenz des CERN veröffentlicht.

Andere Experimente in Gran Sasso wie Borexino und LVD werden auch das White Rabbit System anwenden. Dieses System wurde auch im CERN genutzt, um die Ergebnisse des letzten Jahres im Zusammenhang mit OPERA zu bestätigen, wo es die Redundanz der alten Synchronisationsverbindung (zwischen dem GPS-Empfänger und der Extraktion in Punkt 4 des SPS) gewährleistete und zu einer Verbesserung der Unsicherheit führte.

Neben den Experimenten in Gran Sasso und CERN werden andere Labore und Experimente mit Teilchenphysik der Welt die White Rabbit Technologie anwenden: die Deutschen DESY und GSI, die sich auf Kernphysik spezialisiert haben, die künftige internationale CTA-Gamma-Beobachtungsstelle (von der Spanien seinen Sitz in der nördlichen Hemisphäre beherbergen will) oder das Neutrino-Teleskop KM3NET sind einige der Beteiligten. Die spanische Beteiligung an diesen Projekten wird vom Nationalen Zentrum für Partikel-, Anthropo- und Nuklearphysik (CPAN) koordiniert gefördert.

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