Valoa nopeammat hiukkaset

Aiheesta voit lukea esim. Helsingin Sanomien tai Ylen sivuilta.

Opiskelijateksti:

Vielä muutama kuukausi sitten ajateltiin, että valoa nopeampia hiukkasia ei pitäisi olla olemassa. Tämä käsitys voi kuitenkin muuttua tutkijoiden syyskuussa 2011 tekemien havaintojen perusteella. Cernin hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa tehdyissä kokeissa on fyysikoiden mukaan havaittu neutriinoja jotka ovat kulkeneet valoa nopeammin. Neutriinot ovat maailmankaikkeuden varjomaisia alkeishiukkasia, joilla on tuskin havaittava massa.

Muut fyysikot suhtautuvat tähän vielä skeptisesti, sillä havainnot pitää ensin varmistaa. Filosofiassa tämä liittyy läheisesti neljään totuusteoriaan; vastaavuus-, yhteensopivuus-, yksimielisyys-, ja toimivuusteoriaan.  

Vastaavuusteorian mukaan väite on tosi jos se vastaa tosiasioita. Tätä on valoa nopeampien hiukkasten kohdalla mahdotonta soveltaa, sillä emme pysty edes näkemään niitä.

Yhteensopivuusteorian mukaan väite on tosi jos se on yhteensopiva muiden tosina pidettyjen asioiden kanssa. Tällä hetkellä valoa nopeammat hiukkaset uhmaavat kvanttifysiikan ja suhteellisuusteorian paikkansapitävyyttä.  Tämänhetkinen käsityksemme maailman ilmiöistä ja elektroniikkateknologia rakentuu näiden kahden totena pidettyjen teorioiden varaan, joiden on todettu kuvaavan toimivasti luonnonilmiöitä ja niiden toimintaa. Mikäli valoa nopeampia hiukkasia olisi, nämä teoriat kumoutuisivat ja käsityksemme maailmasta kokisi rajun muutoksen. Tällaisia maailmankuvan muutoksia on maailmahistoriassa tapahtunut, muutenhan uskoisimme edelleen esim. maapallon olevan litteä.

Yksimielisyysteorian mukaan väite on tosi jos siitä ollaan yhtä mieltä. Tällä hetkellä tutkijat eivät ole yksimielisiä, vaikka suurin osa tutkijoista suhtautuukin havaintoon epäuskoisesti. Toisaalta valoa nopeampien hiukkasten olemassaoloon uskova vähemmistökin voi olla oikeassa.

Toimivuusteorian mukaan väite on tosi jos se toimii käytännössä. Mikäli valoa nopeampia hiukkasia on, se voisi rikkoa mm. kausaalisuhteen; nykykäsityksen mukaan syyn täytyy aina olla ennen seurausta, riippumatta siitä, millä nopeudella liikutaan. Näitä asioita ei ole vielä tutkittu käytännössä, mutta havainto Cernin hiukkaskiihdyttimessä valoa nopeammin liikkuvista hiukkasista on tehty. Toisen tutkijaryhmän täytyy kuitenkin todeta sama asia erilaisilla tutkimusmenetelmillä, ennen kuin näin voidaan sanoa mitään varmaa väitteen toimivuudesta tai virheellisyydestä.

 

Väitettä valoa nopeammista hiukkasista yritetään nyt sekä falsifioida että verifioida. Tutkijoilla on monia syitä epäillä teoriaa, sillä esim. supernovaräjähdyksistä havaittavat neutriinot ja valopärskähdys on havaittu suurin piirtein samaan aikaan. Mikäli nämä neutriinot olisivat olleet valoa nopeampia, olisi ne pitänyt havaita vuosia aikaisemmin. Mikäli teoria kaikesta huolimatta verifioidaan eli vahvistetaan, se hyväksytään ja sen paikkansapitävyyttä koetellaan uusilla keinoilla.

 

M.M.