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Nichts fliegt schneller als das Licht, besagt Albert Einsteins Relativitätstheorie. Forscher haben jedoch möglicherweise genau dies nun beobachtet und könnten damit unsere Sicht auf das physikalische Weltbild verändern.
Unterirdisches INFN Gran Sasso Labor in den italienischen Abruzzen: Hier wurden die vom 730 Kilometer entfernten Cern losgeschickten Neutrinos nachgewiesen© AFP
Die Lichtgeschwindigkeit gilt nach Albert Einstein als die oberste Geschwindigkeitsgrenze im Universum und ist bislang in keinem Experiment der Welt durchbrochen worden. Bislang. Denn möglicherweise haben nun winzige Elementarteilchen dieses Tempolimit geknackt. Sogenannte Neutrinos scheinen in dem Experiment rund 0,025 Promille schneller geflogen zu sein als das Licht, teilte das europäische Teilchenforschungszentrum Cern in Genf mit. Die beteiligten Physiker sind von dem Messergebnis verblüfft, denn es würde gravierende Folgen für das physikalische Weltbild haben.
"Falls diese Messungen bestätigt werden, könnten sie unsere Sicht auf die Physik verändern", erläuterte Cern-Forschungsdirektor Sergio Bertolucci. "Aber wir müssen sicher sein, dass es keine anderen, banaleren Erklärungen gibt. Das erfordert unabhängige Messungen."
Die spektakuläre Beobachtung stammt vom Opera-Experiment, dass in einem unterirdischen Labor in den italienischen Abruzzen nach Neutrinos späht, die im rund 730 Kilometer entfernten Cern erzeugt und auf die Reise geschickt werden. Die Flugstrecke der Neutrinos ist nach Cern-Angaben auf 20 Zentimeter genau vermessen. Die rund 2,4 tausendstel Sekunden (Millisekunden) lange Flugzeit lasse sich auf 10 milliardstel Sekunden (Nanosekunden) genau bestimmen. Die Forscher haben die Flugzeit von rund 15.000 Neutrinos gestoppt und damit eine relativ hohe statistische Sicherheit erreicht. Die Elementarteilchen, die so winzig sind, dass erst kürzlich entdeckt wurde, dass sie überhaupt über Masse verfügen, scheinen demnach im Mittel rund 60 Nanosekunden früher aufzutauchen als erwartet.
"Dieses Ergebnis kommt völlig überraschend", unterstrich der Sprecher des Opera-Experiments, Antonio Ereditato von der Universität Bern. Allerdings sind die Forscher noch weit davon entfernt, in den Beobachtungen eine Verletzung von Einsteins Relativitätstheorie zu sehen. "Die potenziellen Auswirkungen auf die Wissenschaft sind zu groß, um jetzt bereits Schlüsse zu ziehen oder eine physikalische Interpretation zu versuchen", betonte Ereditato. Möglich ist etwa, dass ein - trotz intensiver Suche - unentdeckter systematischer Fehler die Abweichung der Messwerte verursacht. Auch andere physikalische Erklärungen sind denkbar.
"Nach vielen Monaten Analyse und Prüfung haben wir keinen Instrumenten-Effekt gefunden, der die Messergebnisse erklären könnte", schränkte Ereditato allerdings ein. In der Hoffnung auf eine Erklärung wollen die Forscher die Beobachtungen daher jetzt in der Fachöffentlichkeit diskutieren und haben sie dazu im Internet veröffentlicht. "Obwohl wir eine niedrige systematische Unsicherheit und eine hohe statistische Genauigkeit erreicht haben und großes Vertrauen in unsere Resultate haben, begrüßen wir es, sie mit denen anderer Experimente zu vergleichen", betonte Opera-Physiker Dario Autiero.
Der Neutrino-Experte Alfons Weber von der Oxford University betonte, die Testergebnisse lägen noch innerhalb der Fehlermarge. Genauere Tests in den USA müssten folgen. Sollten sich die Ergebnisse des Cern bestätigen, würde dies die Relativitätstheorie Einsteins nicht komplett in Frage stellen. Es müssten dann aber möglicherweise Ausnahmen formuliert werden, sagte Weber.
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