Cahaya & Neutrino

First posted on 19/11/2011

So, apa itu cahaya?

In terms of physics, cahaya merupakan satu bentuk tenaga berbentuk gelombang atau dalam kata lain nya, energy in the form of wave. Yeah, wave yang kau tengok dekat laut tu, lebih kurang lah.

Kalau cahaya tu tenaga, maka dia boleh bergerak lah. Cahaya bergerak dalam 299,792,458 meter/saat atau 300 juta meter/saat lah. Kalau kereta pun aku boleh bawak 140 km/h je, cahaya lagi laju dari aku. Damn, son!

Kelajuan ni kira kelajuan paling laju lah dalam dunia ni yang kita boleh lihat (selain tachyons yang kita tak dapat lihat). Jadi, para saintis ni kira teruja lah nak experiment ni lah, itu lah, untuk mencipta something yang boleh bergerak hampir dengan kelajuan cahaya ni. Sounds impossible right? But it seems logical. If you were to build a train, then you put a functional train inside the other train, and another train inside the other train, inside the other train and so forth. Tak ke kelajuan train yang paling dalam tu adalah A + B + C + D + ... + x = infinuts? Well, it will look pretty on paper, but it's barely possible to apply it in real world.

Ok, malas aku nak cerita panjang lebar pasal benda alah ni. Baca sendiri dekat wikipedia lah.

image1

Jadi, apa itu neutrino?

Basically, ia adalah zarah keunsuran (Ok, I know it sounds weird when it is in BM, I'll just switch back to English for terms). Basically, ia adalah elementary particles atau dengan nama lainnya, fundamental particles. Which means particle paling asas which makes up this universe, selain electron, proton etc.

Apa yang aku nak cakap kan dekat sini adalah saintis baru baru ni (September 2011) telah ditemukan semula dengan particle ni dan realized that ia bergerak LAGI laju daripada kelajuan cahaya. Oh shit. Inb4 technical terms. Disebabkan particle ni ditemui bergerak laju daripada cahaya (still in theory), maka kelajuan cahaya seems di abaikan buat seketika. Kesian mung cahaya, forever alone dot jpg. Jadi, penemuan ni buatkan saintis gone apeshit dan mula lah buat macam macam eksperimen untuk buktikan theory ni benar.

Before this, Large Hadron Collider (LHC; particle accelerator) di gunakan untuk menemukan zarah dark matter atau higgs boson. Go look up Google for more info. Bila dah discover new particle ni quite promising, maka mereka pun berusaha untuk cari conclusion daripada penemuan isu kelajuan cahaya ni.

Oh wait, there is more. I am sure most of you know about the special theory of relativity by pak cik Einstein kita. Well, this theory seemed flawed by this new discovery. Sebab theory relativity ni lah yang mengukuhkan lagi bukti kelajuan cahaya ni, so bila ada benda yang lagi laju dari penemuan pak cik kita tadi, maka ia macam dah flawed. So, tunggu dan lihat saja apa kata saintis yang buat eksperimen untuk neutrino ni.

Jadi, berapa laju neutrino ni?

60 nanoseconds faster than the speed of lights
1/60 billion seconds faster than the speed of lights
0.00000006 seconds faster than the speed of lights

So, it has mass. But, nearly massless.

The experiments

Awwww yeaaaaa! Aku suka eksperimen walaupun aku bukan pelajar sains, tapi aku nak tahu jugak hurr durr.

In this case of particle experiment, ia di namakan Oscillation Project with Emulsion Tracking Apparatus (OPERA) Project. Or just OPERA Project.

Neutrino particle ni di tembak dari CERN's particle accelerator (LHC) di France/Switzerland terus ke Gran Sasso Lab dekat Italy. Jarak antara dua tempat ni adalah 732 km. Ia dilakukan di bawah tanah. Tak tahu lak aku ada underground tunnel dibina dekat CERN. Yang aku tahu LHC je yang macam bulat besar tu. Yeah, okay.

Untuk ukur jarak dan masa dalam eksperimen ni, pengkaji CERN gunakan GPS. Yeah, classic. GPS satellite ni akan di synchronize kan dengan earth clock untuk ukur neutrino punya masa bergerak. Tapi, GPS ni mengorbit bumi dalam kelajuan yang lagi laju dari detector atas tanah bumi (LHC dan GS lab). Ia menjadi satu flaw di mana reference frame antara masa bumi dan masa di angkasa berlainan. Jadi, bila guna GPS satellite yang merayau atas bumi ni, ukuran masa dah tak sama dan ia adalah salah dari segi calculation (menurut special relativity).

Bila ada masalah mesti ada penyelesaiannya kan? van Elburg ada buat satu teori atau calculation di mana "From the perspective of the clock, the detector is moving towards the source and consequently the distance travelled by the particles as observed from the clock is shorter,"

Maksud dia macam aku cakap kat atas tu lah. Satellite lagi laju dari benda yang ada atas tanah ni sebab mereka di angkasa.

Elburg calculate yang ia boleh membuatkan particle ni sampai 32 nanoseconds awal (bukan 60 nanosecs). Untuk meringankan beban pemikiran, Mr. van Elburg ni pun mensarankan agar nombor ini di double kan menjadi 64 nanosecs which is almost exactly what the OPERA team observes particle ini bergerak.

Aku pun tak berapa faham pasal apa van Elburg ni sarankan. Maybe I just need some more time to reading more about special relativity.

For your information, there are other experiments being held soon to cross-check OPERA's claim ni betul ke tak. Which is Boreno dan Icarus experiment yang akan dilakukan tahun depan. Dan tak lupa juga eksperimen US Minos dan Japan's T2K. Aw yeah, so technical.

image2

image3

p/s: Looking forward for future news about neutrinos. Kalau betul maka pandangan dan pemahaman manusia tentang fizik akan berubah secara luas sebab ia berkaitan dengan Einstein's special relativity theory walaupun kelajuan yang di claim hanyalah sangat sedikit.


Sources and details:

Show Comments

Get the latest posts delivered right to your inbox.