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397：とはずがたり：2011/09/26(月) 23:30:06: ニュートリノは光よりも速い？
http://zasshi.news.yahoo.co.jp/article?a=20110926-00000002-natiogeo-int
ナショナルジオグラフィック公式日本語サイト
9月26日(月)19時6分配信

　目に見えない亜原子粒子ニュートリノは、光より速く移動できるという実験結果が発表された。もし本当だとしたら、約1世紀前にアルベルト・アインシュタインが確立した物理学の鉄則が覆ることになる。

　アメリカ、イリノイ州シカゴ近郊のフェルミ国立加速器研究所で理論物理学部門を率いるスティーブン・パーク氏は、「光より速い物質は存在しないとほとんどの理論研究者が信じている。もし今回の主張が事実であれば、物理学が根底からひっくり返ることになる」と話す。

　光より速い粒子が存在すると、原因と結果に関する科学理論にも大きな混乱が生じる。「AがBの原因になるだけでなく、BがAの原因にもなり得る」とパーク氏は説明する。「因果関係の概念があいまいになり、さまざまな問題が起きるだろう」。

◆驚くべき結果

　実験を担当したのは、欧州原子核研究機構（CERN）のOPERA（Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus）プロジェクト・チーム。スイス、ジュネーブ近郊の粒子加速器からニュートリノを発射し、約730キロ離れたイタリア、グラン・サッソにあるニュートリノ検出器で検出されるまでの時間を計測した。

　ニュートリノは質量が限りなくゼロに近い亜原子粒子で、何も存在しないかのように惑星を通り抜ける。質量がほぼゼロということは、光速に近い速度で移動するはずだ。具体的には、秒速約30万キロである。

　ところが、OPERAチームの実験では、予想より約60ナノ秒（1億分の6秒）早くニュートリノが検出された。これはチームにとって驚くべき結果だった。

　この差が事実なら、光が1000キロ進む場合、ニュートリノはさらに20メートル先まで進むことになる。

◆計器の誤差？

　パーク氏をはじめとする多くの物理学者が、今回の実験結果は計測か計器の誤差ではないかと推測している。

　OPERAチームのメンバーも実験結果には慎重になっており、ほかの研究者にも同様の実験を行ってほしいと考えている。実験のコーディネーターを務めたアントニオ・エレディタート（Antonio Ereditato）氏はBBCの取材に対し、「この異常な実験結果を理解するため、ぜひコミュニティーの助けがほしい」と語っている。

◆超新星のニュートリノはこれほど速くない

　アメリカ、ペンシルベニア州フィラデルフィアにあるドレクセル大学の天体物理学者デイブ・ゴールドバーグ氏は、もし光より速いニュートリノが存在するのであれば、既に自然界で確認されている可能性が高いと述べる。

　例えば1987年には、爆発中の恒星から放たれたニュートリノと光子（光の粒子）が地球で検出された。2種類の粒子はほぼ同じタイミングで地球に到達している。

　ゴールドバーグ氏の計算によると、ニュートリノのスピードがOPERAチームの主張通りの場合、超新星から放たれたニュートリノは光子より3年早い1984年に検出されたはずだという。「当時、地球で稼働していた検出器が宇宙から来たニュートリノのピークを見逃した可能性は低い」。

　超新星から放たれたニュートリノはCERNの粒子加速器のニュートリノよりエネルギーが小さいため、速度は遅くなるとゴールドバーグ氏は認めている。「しかし、アインシュタインが正しいと仮定すれば、どちらのニュートリノも限りなく光速に近い速度で移動する。つまり、計測という観点では、どちらも基本的に同じ速度だ」。

◆相対性理論はやはり正しい？

　スタンフォード大学の天体物理学者ルイス・ストリガリ（Louis Strigari）氏は、たとえOPERAチームの実験結果が別の実験で裏付けられても、アインシュタインの一般相対性理論や特殊相対性理論が完全に無効になるわけではないと強調する。宇宙で観測された幅広い現象は、これらの理論で問題なく説明できるからだ。

　今回の論文は、科学研究に関するWebサイト「arXiv.org」で9月22日に発表された。