Un esperimento tenutosi in Messico conferma ancora una volta la validità della relatività di Einstein

L’esperimento condotto da un team di ricercatori del Los Alamos National Laboratory aumenta di 1-2 ordini di grandezza la scala energetica di validità della teoria di Einstein.

 

In questo articolo vedremo in breve le principali implicazioni della teoria della relatività ristretta di Albert Einstein per poi vedere in che modo è stata confermata dall’esperimento in questione.

La velocità della luce

Partiamo in questo viaggio nella relatività ristretta da uno dei due postulati della teoria stessa. Tale postulato dice che la luce si propaga nel vuoto a velocità costante indipendentemente dallo stato di moto della sorgente o dell’osservatore. Detto in altri termini, la velocità della luce non varia a seconda di come noi ci stiamo muovendo mentre la misuriamo o a seconda di come la stessa sorgente si stia muovendo al momento in cui viene emessa. Facciamo un esempio per comprendere meglio. Immaginiamo di essere in un treno che si muove sempre dritto ad una certa velocità e lanciamo una pallina all’interno del treno. Per noi quella pallina si sta muovendo con una certa velocità, ma un osservatore che si trova a terra nel momento in cui passa il treno e viene lanciata la pallina misurerà una velocità diversa per la pallina, dovendo tener conto anche della velocità con cui si muove il treno. Se al posto della pallina noi immaginassimo idealmente di far partire un raggio luminoso, per via del postulato che abbiamo descritto sopra, i due osservatori, quello sul treno e quello a terra, misurerebbero la stessa velocità della luce. Questa caratteristica peculiare della luce è stata dimostrata sperimentalmente per la prima volta dal famoso esperimento di Michelson-Morley, e successive svariate volte, con metodi sempre più precisi e sofisticati.

Una teoria valida ovunque e comunque

Abbiamo visto dunque quello che è il secondo postulato della teoria dell relatività ristretta, non ci resta perciò altro che andare ad esporre ed esaminare il primo di questi due postulati. Esso dice infatti che le leggi della meccanica, dell’elettromagnetismo e dell’ottica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali. Questo vuol dire principalmente che se noi dovessimo condurre lo stesso esperimento in sistemi di riferimento inerziali diversi, allora dovremmo ottenere lo stesso risultato. Perché questo sia vero abbiamo dunque bisogno di alcune equazioni che ci permettano di passare da un sistema di riferimento ad un altro. Tale descrizione corrisponde proprio a quelle che si dicono trasformazioni di Lorentz, e sono delle equazioni che permettono di passare da un sistema di riferimento ad un altro conoscendo la velocità alla quale si muovono tra loro i due sistemi di riferimento. Esse dipendono inoltre strettamente dalla velocità della luce.

L’esperimento

Arriviamo dunque ora a quello che è l’esperimento tenutosi in Messico all’osservatorio Cherenkov dal team di ricercatori del Los Alamos National Laboratory. Prima di addentrarci in quello che è stato l’esperimento è bene comunque sottolineare che la teoria della relatività ristretta è già stata confermata sperimentalmente più volte sotto determinate condizioni. L’esperimento in questione tuttavia è da considerarsi rilevante perché di fatto amplifica l’insieme delle condizioni in cui tale teoria risulta valida. Molti fra i più recenti modelli della gravità quantistica suggeriscono infatti che la validità della suddetta teoria di Einstein potrebbe iniziare a traballare quando vengono prese in considerazione energie particolarmente elevate. L’osservatorio di raggi gamma HAWC ha tuttavia rilevato fonti cosmiche che producono fotoni superiori a 100 TeV. Se assumiamo che i raggi gamma, a livelli energetici molto alti, si muovano a velocità superiore a quella della luce, decadrebbero in particelle di energia inferiore, non potendo dunque essere rilevati sulla Terra. I risultati di questo esperimento ci portano perciò a poter escludere questa ipotesi, almeno fino a livelli energetici di circa 2.2 x 10^31 eV, come sottolineato dal team di ricerca, superando il precedente limite di validità di circa 1-2 ordini di grandezza.

E tu che ne pensi? Faccelo sapere!

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: