Fizikai Szemle honlap |
Tartalomjegyzék |
A szerzők javaslatára a Fizikai Szemle szerkesztője véleményemet kérte Horváth Dezső és szerzőtársai a Fénynél gyorsabb neutrínók tündöklése és bukása című írásáról. Az írás tartalmasan és részletekre is kiterjedően elemzi a CERN–OPERA nagytávolságú neutrínóterjedési kísérletet. A kísérlet fő célját, a neutrínók oszcillációjának vizsgálatát háttérbe szorító melléktermék, a neutrínóterjedés sebességének méréséről szóló cikk elkészültével, de annak szakmai bírálatát nem várva meg, a CERN főigazgatója engedélyezte, hogy a szenzációs következtetésekre vezető mérési eredményeket a sajtónak is nyilvános előadáson taglalják. Felmerül a kérdés: valóban kötelessége- e CERN-nek a sajtó számára előzetesen bejelentve "az OPERA együttműködésnek lehetővé tenni, hogy a tudományos közösség elé tárja megvitatásra, amit látott"? Nem inkább a tudományos bírálat hosszadalmas útját megkerülő, az OPERA-kísérlet egyes vezetői számára oly áhított közfigyelmet biztosító önreklámozásnak engedtek utat?
A cikknek az arXiv-adattárba való felkerülését követő napon megjelent A. D. Cohen és S. L. Glashow igen részletes okfejtéssel megírva is csak 4 oldalas elemzése,1 amelynek kikerülhetetlen konklúziója, hogy a kísérlet rossz. E munka érveit a történetet bemutató kollégáim korrektül felsorolják, jelezve, hogy a gyors elemzés S. Coleman és Glashow egy korábbi cikkének2 egyszerű alkalmazásával volt lehetséges. Felmerül a kérdés, lehetséges-e, hogy a Lorentz-szimmetria sérülésének nyilvánvaló következményét hordozó "felfedezés" 179 szerzője közül senki nem ismerte a 20. század második fele két vezető elméleti részecskefizikusának a legjobb tudományos hagyományokat követő, körültekintő elemzését? Nem szándékosan hagyták-e figyelmen kívül azt a cikket, amelyből konkrét adataik behelyettesítése után kétsoros számítással rádöbbenhettek volna, hogy a megelőző tapasztalatokra épülő természetes várakozásnál 5-6 nagyságrenddel nagyobb, óriási "effektust" vélnek látni?
Coleman és Glashow abból a tényből indult ki, hogy a Lorentz-szimmetria mélyen és sikeresen beépült részecskefizikai folyamatok nagypontosságú értelmezését nyújtó Standard modell kvantumtérelméleti keretébe. Ha ez a szimmetria akár egyetlen részecske esetében sérül, a hatás nem szigetelhető el, mert a kvantumtérelmélet lényegének köszönhetően a neutrínó anomális terjedése beépül a vele kölcsönható összes részecske tulajdonságaiba a gyenge kölcsönhatást közvetítő terek révén. Ezért az egyetlen tudományosnak tekinthető megközelítés a Lorentz-szimmetria esetleges sérüléséről a Standard modell olyan kiegészítéseinek vizsgálatát jelenti, amelyek a Lorentz-szimmetriát csak kis mértékben sértik.
Coleman és Glashow felírták a legáltalánosabb Lorentz-szimmetriát sértő kiegészítést és a hatás kicsinységét feltételezve a perturbációszámítás legalacsonyabb rendjében megnézték, milyen anomális folyamatok lépnek fel. Mindaddig, amíg a szabadon repülő elektronból nem mérik Cserenkov-fotonok kibocsátását, vagy a szabadon repülő neutrínó nem emittál elektron-pozitron párt, a Lorentz-szimmetriát sértő kiegészítések erősségére pusztán felső korlátokat lehet állítani. Cohen és Glashow a kidolgozott esetek egyikével azonosította az OPERA-folyamatot (az őket meghívó középiskolásokkal tábla előtt beszélgetve) és rámutatott, hogy a kísérlet vélt eredménye durván sérti az előzetesen ismert megfigyeléseket és önmagával sem konzisztens.
Kollégáim ismertetésük további részében komplikált konstrukciókat tartalmazó cikkek sokaságáról számolnak be, amelyek igyekeztek megkerülni a Coleman–Glashow-elemzés következményeit. Egy igazán szemléletes próbálkozás a neutrínók extra dimenzióbeli ("lerövidített úton haladó") terjedésének feltételezésén alapszik. Csak az a baj, hogy ez a sajátos terjedés hatással van az összes, a neutrínóteret akár virtuálisan tartalmazó folyamatra, amelyekben az OPERA-eredményt reprodukáló extra-dimenziós terjedési függvénnyel jelentős eltérés adódna a Standard modellnek a kísérletekkel mindeddig egyező jóslataitól. A kölcsönható terek elméletének az összes többi próbálkozást is korlátozó lényege, hogy a szimmetriasértés következményei nem lokalizálhatók a tünékeny neutrínókra, hanem megjelennek az alaposan kézben tartható elektronokon is.
Mindezt a körültekintő, a tudományos haladás összefonódottságának tapasztalatát tiszteletben tartó kutatók figyelembe veszik. Így nem kerülnek feloldhatatlan hitelvesztés állapotába azokban az elég gyakran bekövetkező esetekben, amikor egy kísérletben a várakozásoktól eltérő eredményeket tapasztalnak, majd ezeknek a "felfedezéseknek" a nagyobb mérési statisztika elérésével, a pontosabb elemzés végén nyomuk vész. Kutatók körében közismert, hogy a nagy eredményeket agresszíven hajszoló személyiségeknél a felfedezési vágy rendszeresen előidéz ilyen helyzetet. (Kiváló példája ennek a később Nobel-díjjal kitüntetett Carlo Rubbia, aki "rámenős" kutatóként csoportjával a hetvenes években legalább 2-3, később feledésbe merült anomáliáról adott hírt.)
Meggyőződésem szerint fentebb feltett (ál)kérdéseimre az a válasz, hogy az OPERA-kollaboráció, bár része a tudományos kutatási szervezetnek, mégis az áltudományos megközelítés megszokott módszereivel elemezte méréseit és kommunikálta következtetéseit:
Ezért, szemben azoknak a tudományos vizsgálódásoknak a résztvevőivel és vezetőivel, akik időnként hibás eredményekre jutnak, az OPERA-kísérlet felelős vezetőinek el kellett hagyniuk a tudományos kutatást.
Kollégáimtól eltérően úgy látom, hogy az OPERA-kísérlet megcáfolt pontjaiból nem nyerhető semmiféle, a továbbiakban tudományosan hasznosítható következtetés. Eddig is végeztek, ezután is végeznek a Lorentz-szimmetria esetleges sérülésére vonatkozó kísérleti/elméleti elemzéseket, de azokban nem negligálják az ismert korlátokat. A nagy elméletalkotó tülekedésben a Coleman–Glashow-megközelítésen túllépő, maradandó gondolat nem született.
Ha van bármiféle "haszon", az elsősorban a részecskefizikusok, különösképpen pedig a CERN vezetői tudományetikai érzékenységének fokozása. A globálissá vált, független ellenőrzéssel egyre nehezebben kontrollálható részecskefizikai kutatások hitelességét nem veszélyeztethetik hírnév-vadász kalandorok.
Patkós András
__________________