Het is ofwel de ontdekking van de eeuw, ofwel een gênante vergissing. Een groot internationaal team natuurkundigen denkt geobserveerd te hebben hoe neutrino's, een vreemde soort elementaire deeltjes, sneller dan het licht bewogen. Nochtans staat in de handboeken dat niets sneller dan het licht kan gaan - een kosmische snelheidslimiet die is opgelegd door Albert Einsteins 'speciale relativiteitstheorie'. Als neutrino's écht sneller bewegen dan Einsteins snelheidslimiet, dan luidt die ontdekking wellicht een revolutie in de fysica in. Maar het kan ook om een vergissing gaan: een fout in de meetapparatuur, of een fout in de analyse van de meetresultaten.

Wat hebben de onderzoekers precies waargenomen?

De onderzoekers hebben neutrino's geproduceerd in het Europese lab voor deeltjesfysica Cern in Genève en die zo'n 730 kilometer verderop opgevangen, in het ondergrondse lab van Gran Sasso in Italië. De afstand tussen de twee laboratoria is bekend tot op een nauwkeurigheid van zo'n twintig centimeter. Daardoor kan berekend worden hoe snel het licht die afstand zou afleggen (in ongeveer 0,0024 seconden). De neutrino's bleken het nog iets sneller te doen: 60 nanoseconden (miljardsten van een seconde) sneller. Of een afwijking van 0,0025 procent.

Waarom is die kosmische snelheidslimiet zo belangrijk?

Licht (en een hele reeks verwante soorten straling zoals radiogolven) beweegt in een vacuüm met een snelheid van 299.792,458 kilometer per seconde (een slordige miljard kilometer per uur), vaak aangeduid met het symbool c. Volgens Albert Einsteins 'speciale relativiteitstheorie' kunnen alleen dingen zonder massa (zoals licht) met die snelheid bewegen. Deeltjes met massa (zoals neutrino's naar alle waarschijnlijkheid) kunnen c niet eens halen, laat staan overschrijden. Einsteins theorieën bevatten enkele achterpoortjes die bewegingen sneller dan het licht soms lijken toe te laten, maar geen daarvan lijkt van toepassing te zijn op de neutrino's die zich van Genève naar Gran Sasso haastten.

Dat materiedeeltjes niet sneller dan het licht kunnen bewegen is geen arbitraire snelheidslimiet die even gemakkelijk aangepast zou kunnen worden als de snelheidslimieten in het verkeersreglement. De limiet is nauw verweven in de structuur van de relativiteitstheorie, die vervolgens nauw verweven zit in een heel web van samenhangende en grondig experimenteel geverifieerde natuurkundige resultaten. Overigens zijn in 1987 neutrino's waargenomen, afkomstig van een ontploffende ster, dieniet sneller dan het licht bewogen. De deeltjes voeren hun sneller-dan-licht-kunstje dus niet altijd uit. Maar als neutrino's echt in sommige gevallen sneller dan het licht kunnen bewegen, hoe weinig ook, dan moet waarschijnlijk een groot deel van de moderne natuurkunde herschreven worden.

Is het onderzoek ernstig te nemen?

De fysici die de mogelijke ontdekking hebben aangekondigd, zijn geen charlatans. Het gaat om het internationale samenwerkingsverband Opera (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus)waaraan 35 onderzoeksgroepen deelnemen, van vele universiteiten en onderzoeksinstellingen, voornamelijk uit Europa. Er is één Belgisch team bij betrokken, van de ULB. De wetenschappers hebben hun resultaat opgeschreven in een gespecialiseerd artikel dat is vrijgegeven op de site arxiv.org, waar fysici steeds hun recentste resultaten bekendmaken. Het artikel, dat ondertekend is door meer dan honderd wetenschappers, is nog niet verschenen in eenpeer reviewed vakblad.

Is het waar?

De onderzoekers van Opera zijn zelf voorzichtig in hun conclusies. Ze hebben naar eigen zeggen hun uiterste best gedaan om alle mogelijke fouten in hun werk op te sporen. Maar omdat het om zo'n potentieel revolutionair resultaat gaat, durven ze nog niet met stelligheid van een 'ontdekking' te spreken. Ze willen hun onderzoek eerst voortzetten om nog meer mogelijke fouten te zoeken. Maar door hun publicatie willen ze collega-natuurkundigen nu al de kans geven hun werk kritisch te evalueren. Algemeen aanvaard zal het resultaat pas worden als het bevestigd wordt door andere onderzoekers, die in een ander lab op een andere manier de snelheid van neutrino's meten. Die nieuwe experimenten gaan meteen van start, onder meer in het Amerikaanse Fermilab bij Chicago.