Что делать рациональному учёному с невозможным результатом?
Антонио Эредитато настаивает, чтобы интервью с ним велось по скайпу, и чтобы обе камеры были включены. Это мужчина чуть старше среднего возраста, волосы с проседью обрамляют широко раскрытые глаза и точёный подбородок. Он легко улыбается, а его взгляд приковывает внимание, как свет прожектора. Итальянский акцент добавляет лишних гласных в конце произносимых им слов.
Мы беседуем 15 минут перед тем, как он соглашается дать интервью под запись. Он рассказывает, что не хочет поощрять журналистов, способных исказить его слова и выдать сенсационную и недостоверную историю. Он согласился побеседовать со мной по скайпу потому, что я не журналист, а физик и одновременно автор, проведший 13 лет в окопах экспериментальной физики частиц. В итоге он говорит: «Ладно, я посмотрел вам в глаза, я вам доверяю. Возможно, это моя проблема. Возможно, я слишком доверчив, но я вам доверяю». Он смеётся и откидывается на стуле, простирая руки в стороны.
Эредитато — бывший лидер 160 физиков из 13 стран, составляющих коллаборацию OPERA, созданную с целью изучения физики нейтрино. Впервые её предложили собрать в 2000-м, а Эредитато управлял ею с 2008 по 2012 года. Затем зимой 2011 вроде бы случилось что-то невозможное. «Человек, изучавший данные, звонит мне, — рассказывает Эредитато с моего компьютерного экрана. — Он говорит: „Я тут вижу нечто странное“. Он увидел свидетельства того, что нейтрино прошли через 730 км земной коры, от Швейцарии до Италии — а это они должны делать — с такой высокой скоростью, что прибыли на место назначения на 60,7 нс быстрее, чем свет мог пройти бы такое расстояние в космосе — чего не должно быть.
За последние сто лет наблюдения Эйнштейна, согласно которому массивные объекты не могут передвигаться быстрее скорости света в вакууме, встроенные в его специальную теорию относительности, стали краеугольным камнем нашего понимания Вселенной. Если измерения OPERA были верными, они ознаменовали бы первое нарушение этой теории. Это была бы атомная бомба в сердце нашего понимания Вселенной.
Я спрашиваю Эредитато, думал ли он о том, что это должно быть ошибкой. „Не думаю, что было бы честно так говорить, — говорит он мне. — Если так сказать, мы исказим наш анализ. Поэтому когда мы получили намёк на что-то настолько удивительное, то первой реакцией было: давайте разберёмся, почему это так“.
Вольфганг Паули постулировал существование нейтрино в 1930 для решения простой проблемы. Когда ядра испытывают бета-распад, испуская электрон или позитрон, эквивалент электрона из антиматерии, чего-то не хватает. Либо вместе с электроном/позитроном испускается нечто невидимое, или энергия исчезает. Поскольку ни в одном воспроизводимом эксперименте, где что-либо летело, падало, двигалось, сталкивалось, распадалось или не изменялось, не было зафиксировано исчезновения энергии, Паули предложил нейтрино, невидимую частицу, со всеми свойствами, необходимыми для того, чтобы привести бета-распад в соответствие с первым законом термодинамики. Под невидимостью частицы я имею в виду то, что когда нейтрино проходят через материю, они редко оставляют след. Так редко, что на то, чтобы найти физическое свидетельство их наличия в эксперименте (проведённом Фредериком Райнесом и Клайдом Коуэном), ушло почти 30 лет.
Сегодня нейтрино — неотъемлемая часть периодической таблицы Стандартной Модели в физике частиц. Здесь вы найдёте частицы, составляющие материю, перечисленные парами и разделённые на три категории: электронные нейтрино спарены с электронами, мюонные нейтрино — с мюонами, а тау-нейтрино — именно так, с тау. Нейтрино могут превращаться из одного вида в другой. К примеру, электронный нейтрино может осциллировать в мюонный, а мюонный — превратиться в тау. „Нейтринные осцилляции — первые признаки физики за пределами Стандартной Модели, — говорит мне Эредитато. И со смехом добавляет: — Потому мне и нравятся нейтрино“.
Что возвращает нас к эксперименту OPERA. При его задумке существовало уже много свидетельств осцилляции нейтрино, но все они происходили из экспериментов с исчезновением. То есть, свидетельство состояло в том, что исчезали либо электронное, либо мюонное нейтрино. Требовались эксперименты с появлением — это и было целью OPERA. Идея состояла в том, что в ЦЕРН, Европейской организации по ядерным исследованиям в Женеве, создадут луч из мюонных нейтрино, направленный на детектор, закопанный глубоко под итальянской горной грядой Гран-Сассо-д’Италия, в 730 км от источника. Если там будут обнаружены тау-нейтрино, тогда нейтринные осцилляции случаются. В соответствии с традицией специалистов по физике частиц давать экспериментам броские акронимы, проект стал называться OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRracking Apparatus) [проект изучения осцилляций при помощи эмульсионно-отслеживающего аппарата].
Измерение скорости нейтрино при их путешествии от CNGS (CERN Neutrinos to Gran Sasso) [Нейтрино из ЦЕРН в Гран-Сассо] до детектора OPERA в предложении не упоминалось. Но в феврале 2011 проект OPERA почти полностью сконцентрировался именно на этом.
Детектор OPERA использует тысячи „кирпичей“ фотографической плёнки
»Думаю, как и любой учёный, я с самого начала был очень, очень, очень скептичен, — говорит Эредитато. — Вы составляете список для проверок: таймер, приёмник, GPS, передатчик от приёмника до детектора… Проверяете всё". Некоторые варианты отмели очень быстро, проверка других требовала времени. Эксперименты на ЦЕРН останавливать было нельзя. Тем временем Эредитато жёстко гонял свою команду. «Представить не можете, как я работал в это время со своими коллегами — проверь то, проверь это, сделай то, сделай это, повтори, снова повтори — мы этим занимались от весны и до 23 сентября!»
Команда проверяла и пробовала все варианты ПО, железа, теории, которые они только могли придумать, каждый шаг, каждую исправленную ошибку, каждую крупицу полученных знаний, свидетельства того, что нейтрино, перемещающиеся быстрее света, незыблемо стояли над всем экспериментом. А потом случилось неизбежное и новости о данных просочились наружу. Люди, не занятые в эксперименте, начали плодить слухи по поводу нарушения теории относительности, о результате, который потряс бы основы физики так, как их не трясли с 1900 года, когда Макс Планк обнаружил квантовую физику. Слухи «распространялись со скоростью света» говорит мне Эредитато.
«А что происходит потом? Вы решаете занять место главы по связям с общественностью. Что сказать: без комментариев? Но тогда все будут тебя обвинять, все журналисты скажут: „А, так вы что-то скрываете. Мы хотим знать, что происходит. Мы платим налоги и поддерживаем вас, у нас есть право знать!“ Или вы делаете заявление». Зловещим голосом он произносит: «Я открыл сверхсветовые нейтрино».
В этом случае всё решал не Эредитато. Крупные экспериментальные объединения вроде OPERA имеют инструкции по обработке спорных результатов и голосуют за то, чтобы анонсировать результаты общественности. Против анонса проголосовало всего несколько человек. «И я их очень уважаю, и они в итоге оказались правы, из-за чего им и респект».
OPERA обнародовала результаты 23 сентября 2011 года на особом семинаре ЦЕРН. Команда не заявляла о том, что обнаружила нарушение теории относительности. Вместо этого использовались фразы вроде «свидетельство» или «открытие», а данные назвали «аномалией». Но этот ключевой нюанс потерялся в сенсации человеческого взаимодействия. И хотя в заголовке, опубликованном The New York Times, была оговорка: «Крохотные нейтрино, возможно, побили космическое ограничение скорости», её не было в статье в The Daily Telegraph («Учёные из ЦЕРН побили рекорд скорости света») или в The Guardian («Учёные заявляют об обнаружении частиц, двигающихся быстрее света»), или в Scientific American («Обнаружены частицы, движущиеся быстрее света»).
Физическое сообщество восприняло новости со скептицизмом, и даже цинизмом. Ни один практикующий профессиональный физик не был готов отказаться от СТО, точно так же, как Вольфганг Паули не был готов отказаться от закона сохранения энергии в 1930-м. Но всё-таки, что, если? С момента подтверждения ключевых догм Стандартной Модели в экспериментах UA1 и UA2 в ЦЕРН в 1983-м, каждое открытие в физике частиц (кроме нейтринных осцилляций) добавляло ещё одну галочку в копилку этой раздражающе священной Стандартной Модели. Как могли специалисты по физике частиц противостоять искушению надеяться, что что-нибудь, что угодно, может взорвать эту область ещё при их жизни?
Даже Эредитато немного надеялся. «Вы выходите на трибуну на научной конференции, на семинаре, и говорите: Ребят, у меня тут есть кое-что, что я не понимаю. Пожалуйста, помогите нам это понять». Он делает паузу и кивает, больше себе самому, чем мне. «Я думаю, это хороший выбор, скромность. И вообще, все мечтали о том, чтобы мы оказались правы. Все».
В одном направлении лежала эпическая прорывная физика, а в другом — потенциальный позор. Должна ли была OPERA подождать? Сколько ещё месяцев можно было анализировать и повторно анализировать результат? Наклоняясь ко мне указывая на меня через камеру, Эредитато объясняет, почему учёный не может игнорировать измерение, даже если оно кажется абсурдным. «Такое нельзя убивать. Природа разговаривает с нами не через теории, а через экспериментальные результаты. Самые худшие данные лучше самой лучшей теории. Если вы ищете разумных результатов, вы никогда не совершите открытия, или, по крайней мере, не совершите неожиданного открытия. Вы можете совершить — противоречивые термины — ожидаемое открытие».
Одно ясно: анонс обеспечил OPERA помощь, на которую она надеялась. Через несколько дней, при помощи операторов луча CNGS, они начали разрабатывать новый подход к измерениям. В оригинальном анализе приходилось использовать статистическую технику, чтобы определять время прихода нейтрино, поскольку луч расходился. Новый подход должен был генерировать нейтрино плотными партиями, чтобы они приходили на детектор совместно, благодаря чему время их прихода будет гораздо проще определять.
На перенастройку луча нейтрино, выполнение эксперимента и анализ результатов ушло два месяца — беспрецедентно быстро для такого сложного эксперимента.
И измерения превышения скорости света никуда не делись. «И тогда мне стало страшно, — говорит Эредитато. — Я сказал: „О, господи“. И не только я, многие люди, очень критично относившиеся к этому, ничего не могли сказать перед лицом этого результата».
Учёный изучает детектор OPERA в национальной лаборатории Гран-Сассо
Эксперименты в физике частиц состоят из сложных детекторов размером с дом и ускорителей частиц. Разработка и постройка начинаются за много лет до получения первых результатов. К тому времени, как детектор и коллайдер уже работают, экспериментаторы разрабатывают ПО для анализа и просеивания данных, и для разделения сигнала и шума, редкого и экзотичного от привычного и скучного, музыки от шума. Они используют свою версию слепого анализа, похожую на двойное слепое тестирование в биомедицине, требующее «закрытой коробки с сигналом». Вместо того, чтобы проверять свои техники на реальных данных, они проверяют их на симулированных данных, созданных так, чтобы воспроизводить реакцию оборудования детектора на известные процессы. В результате, когда они «открывают коробку», их измерения не должны искажаться каким-то осознанным или неосознанным желанием совершить открытие.
Однако данные OPERA по нейтрино быстрее света оставались на месте. Следующим шагом было получить независимое подтверждение от источника вне OPERA, как это принято. К примеру, частицу Хиггса наблюдали как в экспериментах ATLAS, так и CMS. Но не существовало других экспериментов, которые могли бы подтвердить или опровергнуть происходящее на OPERA в течение минимум нескольких лет. Однако, на базе Гран-Сассо был ещё один эксперимент, Large Volume Detector (LVD), который, по крайней мере, мог проверить систему подсчёта времени на OPERA. Идея состояла в том, чтобы убедиться, что часы обоих экспериментов были синхронизованы, сравнивая время прибытия космических лучей из мюонов в обоих детекторах.
«Это был реально потрясающий эксперимент», — говорит мне Эредитато. Оглядываясь на данные, полученные на OPERA за пять лет, исследователи обнаружили период, в котором измерение времени на OPERA работало со сдвигом в 73 нс. Потом у таймера была обнаружена ещё одна ошибка, повлиявшая на эксперимент с уплотнённым пучком: тактовая частота на OPERA не была синхронизирована с частотой пучков. Комбинация двух этих проблем полностью компенсировала опережение в 60 нс, которое было зарегистрировано у прибытия мюонных нейтрино с CNGS.
Источником проблем с таймером оказался оптоволоконный кабель, передававший сигналы времени с GPS с поверхности Гран-Сассо на глубину в 8,3 км, где был расположен детектор OPERA. У кабеля было две хитрых проблемы: во-первых, он был плохо подсоединён, так, что можно было ожидать, что приёмник вообще не будет воспринимать сигналы с него. Если приёмник видит свет, он должен запускать гонку нейтрино к детектору. Если приёмник не видит свет, запуска быть не должно. Но в результате всё получалось не так. Вместо этого этому приёмнику требовалось порядка 73 нс на то, чтобы набрать достаточно световой энергии для запуска нейтрино и активации электроники. В результате электроника отмечала старт нейтрино через 73 нс после того, как они реально покидали стартовую черту в ЦЕРН. «Я мог ожидать, что сигнал либо есть, либо нет. Но сигналов с задержкой не бывает», — говорит Эредитато. Во-вторых, коннектор кабеля, судя по всему, был сдвинут. «Кабель был нормально воткнут где-то за неделю до того, как мы начали сбор данных, и был нормально воткнут, когда мы всё проверяли заново, — говорит Эредитато. — Подлость в том, что между этими событиями, когда мы собирали данные по скорости нейтрино, кабель был воткнут как-то не так».
После нахождения и исправления ошибки измерения скорости нейтрино на OPERA получаются самыми точными в мире. И они идеально соответствуют СТО Эйнштейна. Слабая надежда на существование новой физики, не предсказанной почтенной Стандартной Моделью, умерла. Но работа команды OPERA, нашедшей единственный отошедший кабель среди тысяч электрических каналов экспериментального оборудования, была удивительной. «Я горжусь, — говорит мне Эредитато. — Скажу честно, я всегда считал, что решение найдётся среди странных явлений. Явлений побочного толка, таких, о которых никто и не подумает. Я никогда бы не подумал о такой вещи, как кабель, никогда». И коллаборация тоже не преувеличивала данные, и не делала неподкреплённых заявлений. Они вообще не делали никаких заявлений, и вели расследование в тесном сотрудничестве с другими командами.
Тем не менее, было видно, что кто-то где-то ошибся. Возможно, это был человек, присоединявший кабель, или разработавший приёмник, или кто-то ещё. В марте 2012, когда пыль улеглась, коллаборация OPERA провела ещё одно голосование, чтобы определить, уверены ли участники в лидерах проекта. Каждая организация из участвовавших в проекте имела один голос. Голосование завершилось с результатом 16 против 13 в пользу выражения недоверия, несколько голосовавших воздержалось. Это было далеко от необходимых 2/3 голосов, чтобы считаться большинством и провести импичмент руководства, но достаточно для того, чтобы сообщение было услышано. Лидер OPERA, Эредитато и координатор экспериментов, Дариа Аутиеро, подали в отставку.
В письмо об отставке Эредитато чётко говорилось, что он уходит для блага команды: «в результате огромного интереса со стороны СМИ, коллаборация OPERA оказалась под аномальным, и в некотором смысле, меняющимся давлением. А внешнее давление довольно быстро просачивается внутрь социальной системы из 150 человек, что ведёт к потенциально опасным результатам, к опасности потерять из виду научные цели. Это слишком большой риск. Во избежание этого риска мнение отдельных личностей нужно принести в жертву».
Сделал ли Эредитато что-то плохое? Люди ошибаются. Я провёл 13 лет, работая над экспериментами в SLAC, Фермилаб, Корнеллском университете, ЦЕРН, и даже в давно уже почившем сверхпроводимом суперколлайдере. Возможно, я легче прощаю ошибки, чем люди, которым никогда не приходилось ползать по серверной, соединяя и разводя кабели. Коннекторы отказывают по куче причин, и при наличии тысяч каналов можно с уверенностью заявить, что ни один научный эксперимент не проходил без отказа парочки коннекторов. Обычно их легко найти, но не этот раз. Некоторые говорят, что OPERA должна была провести больше проверок, но ко времени вынесения вотума недоверия прошёл уже целый год. Сколько ещё месяцев им нужно было этим заниматься? Должна ли была их лояльность к СТО вынудить их подождать, пока проблема не найдётся? Нет, они тогда шли бы на поводу у абсурдной концепции, согласно которой учёные должны следовать некоему научному кредо.
Возможно, разочарование, выраженное результатами голосования, говорит о том, как сильно учёные, особенно экспериментаторы, хотят найти что-то новое, что-то непредсказуемое, и как они злятся, когда эта возможность исчезает.
Я спросил Эредитато оценить весь полученный опыт целиком. «Общество любит делить всё на чёрное и белое», — отвечает он. Но в науке ответы не всегда бывают такими чёткими. «Нам нужно быть осторожными, поскольку если мы будем создавать впечатление, что наука никогда не говорит „да“ или „нет“, всегда говорит „возможно“, то люди скажут „Ну тогда науке верить не надо“. Вопрос донесения этого сообщения очень деликатен». Большая часть журналистов, пишущих про науку, не является учёными. «Они относятся к научной информации так же, как к убийствам или похищениям». Касательно лично его роли? «Я узнал, что все мы играем свою роль в этой области».
Сегодня Эредитато — директор Лаборатории физики высоких энергий Бернского университета, и продолжает участвовать в различных экспериментах с нейтрино. Эксперимент OPERA, тем временем, под другим руководством продолжает охотиться за нейтринными осцилляциями и собирать тау-нейтрино. Пока они набрали их четыре штуки.
Рэнсом Стивенс — физик, писатель, технолог, журналист. Его первая научно-популярная книга «Левое полушарие говорит, а правое — смеётся: неуважительное, но точное описание нейробиологических взглядов на талант, навыки, инновации, открытия, искусство и науку» [The Left Brain Speaks, but the Right Brain Laughs: an irreverent (but accurate!) look at the neuroscience of talent & skill, innovation & discovery, and art & science] вышла в 2015 году.
Комментарии (75)
sergku1213
04.02.2018 12:29+1Нечаянно прочел: — Сегодня Эредитато — директор Лаборатории физики высоких энергий Брянского университета. Ж8О — Подумал — Эк его сожрали! Перечитал — Бернского…
Andrey_Dolg
04.02.2018 16:22Хорошо, что они попытались бросить вызов общепринятой теории. И спасибо за перевод.
write-n-go
04.02.2018 16:22Да, детектив, извиняюсь за каламбур.
Ну и мысли вслух
Я никогда бы не подумал о такой вещи, как кабель, никогда
Пащему? Откуда такая уверенность в кабельщиках. Хотя в итоге
кабель был воткнут как-то не так
И после этого мы еще боремся задом образцового порядкаскорости нейтрино на OPERA получаются самыми точными в мире.
Pavel-Well
04.02.2018 19:04Кабели от детекторов к аппаратуре записи (и к триггерам) в физике частиц это ещё тот камень преткновения. У меня была история в 1999 в коллаборации DELPHI: детектор VSAT (за который я отвечал) в течение месяца не давал триггерный сигнал (чтобы там не случалось). Коллега на осциллографе прозвонил все кабели, увидел в одном отражение сигнала, сказал: "этот кабель с другой стороны не вставлен". Меня в триггерную комнату не пускали: "Нечего тебе там смотреть, у нас всё хорошо, проблема на твоей стороне!", но когда нашли там отключенный кабель, кому-то явно попало...
write-n-go
04.02.2018 19:31Я для зарядки
нокииустановил приложение, меряющий ток потребления (API там был или еще какая лазейка, Nexus5) и был любопытно удивлен, что не все провода одинаково полезны. В целом с вами согласен, да.nickName0
05.02.2018 09:30и был любопытно удивлен, что не все провода одинаково полезны
— Полагаю, речь про реактивное сопротивление
(когда для ВЧ-сигнала со вторички импульсного трансформатора имеют значение эти
емкостная и индуктивная составляющие)?
dron_k
05.02.2018 03:22К сетевой встроенной карте в комплекте с драйверами шло приложение которое показывало расстояние до обрыва кабеля. Похоже по такому же принципу меряют.
yovovich
07.02.2018 17:40Я для зарядки
нокииустановил приложение, меряющий ток потребления (API там был, хз какая лазейка, nexus5) и был любопытно удивлен, что не все провода одинаково полезны. В целом с вами согласен, да.
Tokamak
04.02.2018 16:22Эредитато сам поверил, что он обнаружил нечто выдающееся, это и сыграло злую шутку — не дало ему проверить результаты.
Я никогда бы не подумал о такой вещи, как кабель, никогда
Признание честное, но, к сожалению, этим ещё сильнее себя закапывает как ученого. Досада ещё может быть, что сами тщательно не проверили поэлементно, но что некоторые вещи даже не думали…
Очень ему хотелось верить.
Туда же про шумиху вокруг этого. Продолжает винить журналистов, а в интервью по-прежнему прослеживается восторг от «открытия». Нетрудно догадаться с чьей подачи заварушка как раз и началась. Ошибки в экспериментах или интерпретации полученных данных это нормально, но тут его сгубило банальное честолюбие.
old_bear
04.02.2018 18:18+1это и сыграло злую шутку — не дало ему проверить результаты
Т.е. описание многомесячных проверок вы в статье не заметили?
но что некоторые вещи даже не думали…
Задним умом все комментаторы GT сильны (особенно свеже-зареганные). Но попробуйте быть честным сами с собой — не прочитав эту информацию в готовом виде, вы бы подумали про возможность, что плохо вставленный оптический коннектор приведёт не пропаданию сигнала, а к дополнительной стабильной задержке в 70 нан?Pavel-Well
04.02.2018 19:09Да, стабильная задержка, да ещё в оптическом коннекторе… это нечто. Но по хорошему они должны были ещё до всяких разных новых экспериментов все кабели переподключить, перемерить их длину, прозвонить… В 60ые и 70ые так бы и поступили, а сейчас люди как-то несерьезнее к делу подходят. Я слышал, что они тогда вообще с этой "аномалией" на конференцию и в печать вышли (а потом огребли) оттого, что тот, кто её нашел, активно клялся и божился перед всей командой, что по его "развед-данным" и инсайдерской информации где-то в США, в другом нейтринном эксперименте тоже совсем недавно обнаружили похожую аномалию и прям завтра всё опубликуют! Надо быстрей публиковать, пока американцы не обогнали! Ну они на это и купились...
Igor_O
05.02.2018 00:12Да… В 60-е и 70-е они бы прозвонили бы каждый провод…
И прозванивали бы до наших дней...
Alexeyslav
05.02.2018 10:03Всё же задержка возникала не в самом кабеле а ИЗ-ЗА кабеля, задержка была в приемнике сигнала из-за слабого уровня самого сигнала, который получился таким из-за неплотного соединения коннектора.
Я так полагаю, они перед экспериментом всё же поперетыкали кабеля, из-за чего и образовалась проблема! Не трогали и всё было бы отлично.
Tokamak
04.02.2018 20:32Я хорошо прочитал, вглядитесь и вы: Эредитато лукавит. С одной стороны он говорит, что всё перепроверяли и делает предположение, что, мол, кабель до (начала сбора данных, во время калибровок и тестовых испытаний) и после (эксперимента, во время «многомесячных проверок») был вставлен корректно, поэтому они не нашли ничего подозрительного, а во время эксперимента «кабель был воткнут как-то не так». Всё бы хорошо, но! Они позже (перепроверок, когда все нормально) провели ещё один эксперимент, где ”измерения превышения скорости света никуда не делись. «И тогда мне стало страшно, — говорит Эредитато»“.
Кабель чудесным образом снова «вставился» неправильно? Или что там на самом деле у них было, оставлю на совести Эредитато.
Лукавство #2: первое, на что грешат и перепроверяют — соединения, на фоне этого заявлять, что «Я никогда бы не подумал о такой вещи, как кабель, никогда», тут трудно найти слова оправдания такому.
#3: «Я мог ожидать, что сигнал либо есть, либо нет. Но сигналов с задержкой не бывает» — тут всё ещё хуже, потери пакетов далеко не новость (что там по сути и произошло) это раз, вторая не новость здесь же, это то, что всё наоборот, не бывает сигналов без задержек. И в таких экспериментах, когда речь о скоростях света, её проверяют-перепроверяют на каждом элементе из всей цепи используемых устройств, а Эредитато делает вид, будто об этом не знает.
Здесь задержка увеличилась из-за потери пакетов (управляющих световых). Уровень срабатывания датчиков, зависящих от накопления, это ключевой момент эксперимента. Существует время накопления (сдвиг), когда триггер активирует электронику, это одно из первых что проверяется и перепроверяется.fpir
05.02.2018 12:09Думаю у Эредитато точно такая-же проф.деформация как у Вас. Судя по «потери пакета» вы близки к сетям. Я сам, в первую очередь, переобжимаю/меняю пачкорд, хотя даже не припомню случая, что-бы это помогало. А он физик, он, в первую очередь, наверное, прикидывает физические аспекты теории.
Tokamak
06.02.2018 09:53Выше писал про волновые пакеты — физический термин (в скобках у меня было «управляюще световые»), не пакет данных. Каждый фотон — волновой пакет. При изменении формы фронта волны (расплывания пакета при передаче, прохождении участков и тд) или уменьшении амплитуды (из-за потерь, время нарастания другое) регистрация сигнала происходит с запозданием. В описываемом эксперименте, как выяснилось, из-за подобных эффектов как раз и «проморгали» начало управляющего импульса, который был до этого «резок».
Проблемы передачи сигналов это и есть в первую очередь «физический аспект», а результаты всего этого идут в прикладную часть — в сети в том числе.
Wan-Derer
04.02.2018 22:52Я, как только начал читать статью, подумал: если проблема со временем прохождения, то надо проверить часы. А это и оказалось одной из проблем.
А кабели… Не знаю как учёные, но инженеры лезут шевелить кабели в первую очередь. Электроника — наука о контактах.
Эффект накопления в оптическом приёмнике — интересный, конечно, и так, сходу, в голову не приходит. Но неужели у них нет каких-то способов проверки линий на тестовых сигналах? По идее, плохой контакт должен себя проявить: аномально низкий уровень сигнала, возросший джиттер…
Впрочем, это научное оборудование, что там за сигналы — хз и можно ли их померить обычными методами — тоже хз :)
Ezhyg
05.02.2018 00:29Электроника — наука о контактах.
Да «Электротехника» же!Wan-Derer
05.02.2018 00:32Нунизнаю, я слышал именно в такой имплементации.
Ещё есть первый закон электроники: Не работает — не включено!Ezhyg
05.02.2018 01:00В электронике работают сопротивления, ёмкости, полупроводники и так далее, то есть «электронные компоненты», «радиодетали», «назови, как угодно». Электротехника же занимается именно электрической частью, то есть плавает поближе к поверхности, потому и попроще, в основном — проводниками и контактами, проводников между собой и с разными деталями, в том числе электронными.
Электрик должен знать электротехнику, но не электронику, электронщик же, обязан и то, и другое.
Ну и ещё, именно так называется отдельная дисциплина изучаемая до «курса электроники» :).
P.S. У меня до сих пор есть советский конструктор «Электротехника в 200 опытах».Wan-Derer
05.02.2018 08:07Ващет, в базовый курс ТОЭ входит изучение не только сопротивления, но и ёмкости и индуктивности: принцип работы и весь связанный с этим матан. ЕМНИП, это всё линейные цепи.
Всякие двигатели проектируют и подключают электрики. И компенсирующие устройства с конденсаторами — тоже.
stanislavskijvlad
05.02.2018 08:36Зря вы так про ТОЭ. Она уделает кого хочешь. Про исследование фильтров и спектров промолчу. Электротехника – основа промышленной автоматизации. В расширенный курс входят операционные усилители, а на них можно делать что-то аналоговое. И я никогда не забуду <аш от жи-омега> :)
stanislavskijvlad
05.02.2018 08:38Никогда не забуду «аш от жи-омега».
Угловые кавычки нельзя использовать.
Ezhyg
05.02.2018 11:43Wan-Derer
stanislavskijvlad
Каюсь, утрировал очень сильно, даже слишком, простите :(.
MoRaDoR
05.02.2018 09:28Будучи честным с самим собой, даже не имея какой либо специальности но обладая рациональным мышлением, это стало бы второй мыслью. Первая мысль была бы " Нужно проверить воспроизводимость", что они и сделали, а вторая мысль была бы «Ок, у нас со временем непорядок, чем мы там время измеряем?».
MIKEk8
07.02.2018 17:41Мне очень интересно, что они тестировали всё лето и в какую сторону вообще копали? Может это профессиональное, но я бы первым делом проверил точность синхронизации процессов в CERN и OPERA.
Я не был уверен каким образом они синхронизируются, и в целом не очень осведомлён в наносекундных часах, но если это часы и они синхронизированы (по всему миру, и на спутниках GPS), то логично же зафиксировать в числовом выражении время отправления из CERN и время прихода в OPERA? Поясните кто в курсе, это возможно?
Neuromantix
04.02.2018 16:59Интересный вопрос — а проверяют ли кабели при результатах, согласующихся с теорией? А то вдруг некоторые теории держатся только на отвалившихся разъемах?
red75prim
04.02.2018 17:43+1Низкая вероятность того, что отвалившийся разъём произведёт коррекцию истинного значения именно до предсказанного теорией.
Pavel-Well
04.02.2018 19:20Так теорий и подвариантов теорий навалом.
Всегда можно что-то близкое подобрать.
Как в теории суперструн: не совпадает предсказание с колебанием струны в 4-ех мерном пространстве? Не беда: посчитаем в 6-ти мерном!
Не совпало? Посчитаем в 11-ти мерном… и так пока не совпадет с числом, нужным сейчас для эксперимента, аномалии, другой теории или просто для статьи.
taujavarob
04.02.2018 18:51Это не имеет значение.
Дело в том, что у учёных столько теорий — на все случаи, что им всё равно как подсоединены кабели.
Единственное, что подсоединяя тем или иным путём кабели можно потом… выбирать из теорий тут или иную (того или иного автора или коллаборации авторов).
И в вышеописанном случае — сразу же — не прошло и недели — были явлены (из выдвижного ящика письменного стола, поди, то есть заранее заготовленные) пару лидирующих, конкурирующих и объясняющих эту сверхсветовую скорость нейтрино. — А как же в них было с СТО? — а никак! (но вброс всё же откатили обратно).
Вот пример теории, которая сейчас популярна — об ускоренном расширении Вселенной — в самой раскрученной из них не выполняется Закон сохранения энергии — энергия «просто появляется» сама собой из… ниоткуда. — А как же ОТО? — а в ОТО есть понятие «плотности энергии» но нет понятии «энергия» — не определено! — Поэтому ОТО не обязана следовать Закону сохранения энергии! — чудесно, не правда ли!
Экспериментальные данные появляются, можно сказать, случайно (как бы ни готовились экспериментаторы и ни возились с… кабелями) и потом к этим данным подбирается теория, которая (часто в конкурентной борьбе) и становиться господствующей на время — потом… смена парадигмы и цикл повторяется.
Так работает физика. (С)
Так как энергия, с точки зрения математической физики, представляет собой величину, сохраняющуюся из-за однородности времени,[92] а в общей теории относительности, в отличие от специальной, время неоднородно,[~ 4] то закон сохранения энергии может быть выражен в ОТО только локально, то есть в ОТО не существует такой величины, эквивалентной энергии в СТО, чтобы интеграл от неё по пространству сохранялся при движении по времени.
Pavel-Well
04.02.2018 19:14Да, этот Эредитато видимо очень любит искать "за пределами Стандартной модели", мания такая. Вот сколько уже лет Стандартной модели? Вроде старая теория, а со всякими поправками нормально тянет. А две супер-мупер теории: суперсимметрия и суперструны за 40 с гаком лет вообще не дали никаких правильных предсказаний экспериментальных результатов. И никому не стыдно и эти две теории по-прежнему типа "модные"...
photino
04.02.2018 22:05Это не мания. Теории за рамками СМ — это вполне уже бизнес в науке…
Bars21
05.02.2018 02:21Комментарий особенно хорошо сочетается с вашим ником:)
photino
05.02.2018 02:48Да, действительно забавно получилось :-) На самом деле я суперсимметрией никогда серьезно не занимался, хотя основы изучить в свое время пришлось. А когда на ГТ регистрировался, парочка ников, которые хотел себе, оказались заняты, так что написал чуть ли не первое, что пришло в голову и казалось благозвучным. Может что по работе навеяло :-)
Но так как довольно серьезно работал с одной из теорий за рамками СМ, в том числе и с точки зрения возможных проявлений в физике высоких энергий, эту сферу деятельности довольно хорошо себе представляю.
Bars21
05.02.2018 02:30Других путей, к сожалению, что-то не просматривается. У СМ есть ряд проблем и вполне естественно искать пути их решения. И то, что они не очень очевидны и не сразу будут созданы тоже ожидаемо.
вообще не дали никаких правильных предсказаний экспериментальных результатов
да даже хуже, они вообще проверяемых предсказаний не особо дали.photino
05.02.2018 02:56Теория струн да, а вот суперсимметрия все же давала вполне определенные предсказания. Но в суперсимметрии большое количество свободных параметров, и если я ничего не путаю, то даже наиболее простые модели типа МССМ не закрыты, а просто разрешенные области параметров оказались, скажем так, очень неестественными. Но да, от этого не легче.
Кстати, на мой взгляд, сама идея суперсимметрии действительно красивая, хоть и «не шмогла».red75prim
05.02.2018 17:21-1Нашли, значит, физики теорию всего — красивая, и свободных параметров мало. И тут заявляется к ним некто в белом и говорит: «Спасибо, ребята, никак мы не могли эту теорию всего добить, так что в вашей симуляции возбуждения пространства-времени не квантуются, а геометрию на планковских длинах и квантовые поля вблизи сингулярностей мы не рассчитываем. Пойдёмте к нам жить».
Bars21
06.02.2018 01:41Вот собственно да, предсказания есть, но до конкретики еще очень далеко, так что закрывать их можно еще долго. Но других серьезных альтернатив пока все равно нет.
Так-то струны по своей идее тоже были очень красивы, но пока под них даже матаппарата завершенного нет.
DaylightIsBurning
04.02.2018 20:54Так работает физика. (С)
Да, но в этом нет ничего страшного, это же не религия, где есть «правильные» и «неправильные» теории. Они все неправильные, просто некоторые менее неправильные и оттого более популярны.taujavarob
05.02.2018 18:58-1Да, но в этом нет ничего страшного
Я про «страшного» ни слова не писал.
это же не религия, где есть «правильные» и «неправильные» теории.
В религии нет «теорий», тем более правильных или не правильных. Религия она как мем, а мем как ген, а ген как Докинз описал.
Если вы считаете генетику правильной, то и религия правильная. Иначе никак. ;-)
Они все неправильные, просто некоторые менее неправильные и оттого более популярны.
Мера неправильности тогда нужна. Иначе никак не сравнить к примеру ОТО (теория близкодействия) с Ньютоновой (теория дальнодействия).
Сравнить не в смысле — тут беру ОТО, а тут беру Ньютонову (как мне удобно и практично). — Ибо иногда лучше лоб перекрестить, чем по лбу получить.
Тут нужен иной критерий сравнимости то. А его нет.
P.S. Кстати, в «тёмные века», когда народы выбирали себе религии, часто требовали у проповедников логически доказать «истинность» одной религии над другой — ибо «чудеса то расписать всякий может».DaylightIsBurning
05.02.2018 23:55Если вы считаете генетику правильной, то и религия правильная. Иначе никак. ;-)
Логическая ошибка. Наука о генах не ведёт себя как сами гены. Если следовать вашей логике, то поскольку религия как ген, то генетика — наука о религии. Но и это неверно, так как мы вышли за пределы применимости аналогии «религия аналогична гену».
Мера неправильности тогда нужна
Есть такие меры, статистика их изучает (всякие p-value и chi-squared, bayesian inference и т.п.), но это не исчерпывает вопроса. Ещё есть аспект «стоимости использования» теории/модели. Стоимость может быть вычислительной или «ментальной» — то есть сложностью обучения и применения этой теории людьми.
Тут нужен иной критерий сравнимости то. А его нет.
Кому нужен? Для чего нужен? Чем существующие не подходят?taujavarob
06.02.2018 21:01Логическая ошибка. Наука о генах не ведёт себя как сами гены. Если следовать вашей логике, то поскольку религия как ген, то генетика — наука о религии. Но и это неверно, так как мы вышли за пределы применимости аналогии «религия аналогична гену».
Никакой ошибки. Докинз начал с генов. Потом обобщил поведение генов на поведение мемов. Потом написал что религия это мем. Так что или вы отрицаете его обобщение или генетика неверна.
Есть такие меры, статистика их изучает (всякие p-value и chi-squared, bayesian inference и т.п.), но это не исчерпывает вопроса. Ещё есть аспект «стоимости использования» теории/модели. Стоимость может быть вычислительной или «ментальной» — то есть сложностью обучения и применения этой теории людьми.
Верно, то есть физика не отвечает на вопрос — Что есть истина?, — физика предлагает — хочет быстро получить результат — возьми эту теорию, хочешь точнее — возьми ту теорию, хочешь сложнее — возьми другую теорию…
Волна или частица? — это зависит от того что ты будешь считать (фотоэффект или прохождение через щель?).
Дальнодействие или быстродействие? — это зависит от того что ты будешь считать (падение кирпича с крыши или прохождение гравитационной волны от слияния чёрных дыр?).
Энергия из ничего? — запрещено локально, но вполне допустимо при объяснении ускоренного разбегания галактик.
Кому нужен? Для чего нужен? Чем существующие не подходят?
Люди хотят точного (истинного) ответа на вопрос — Волна или частица? Дальнодействие или быстродействие? Энергия из ничего?
Физика на это ответить не может. Физика отвечает — что удобно то и бери.
Именно поэтому физики в массе своей НЕ возмутились тем, что нейтрино полетели быстрее скорости света — и достали пару теорий это поясняющих. Физиков вообще не волновало (пишут что была пара работ, но их тогда не было слышно — слышно было о том, что найдена Новая Физика) никакое нарушение СТО. Ну появились теории нарушающие СТО — не важно, зато они «объясняют» почему нейтрино летит быстрее скорости света.
Что есть истина? — это не вопрос к физикам. На этот вопрос был молчаливый ответ дан 2000 лет тому назад.
Чтобы мне использовать? (какую теорию, метод, практику?) чтобы что-то посчитать или что-то сделать практически? — вот на что отвечают физики.
DaylightIsBurning
06.02.2018 21:31Никакой ошибки.
Прочитайте внимательно мой аргумент. Вы путаете «поведение мемов» и «поведение науки о мемах». Ну и Вы аргументируете по аналогии, а это опасно, и в этом случае как раз недопустимо. Из Ваших же аргументов выплывает не подобие генетики и религии, а подобие генов и религии. Вы говорите:
Религия она как мем, а мем как ген
и тут бам!считаете генетику правильной, то и религия правильная
С чего вдруг?! Ген — это не генетика. Вы не аргументируете, что ген = генетика, лишь что ген=религия. Соответственно религия может быть «неверна», но это ничего не говорит о генетике т.к. корректность генетики не связана с корректностью самих генов.
физика не отвечает на вопрос — Что есть истина?
Не отвечает, более того, современная философия говорит о том, что это вопрос на который может не быть ответа в общем случае. Это такой же бессмысленный вопрос, как вопрос о камне, который не может быть сдвинут Богом.
Люди хотят точного (истинного) ответа на вопрос
Наука и технологии предлагают только практичный ответ — который работает. Что такое «истинный» они не знают. Некоторые религии утверждают что знают, но пока так и не смогли продемонстрировать это в достаточно доступной форме.
физики в массе своей НЕ возмутились
Возмутились, даже имена свои из публикации убирали. Но да, наука не исключает сверхсветовых нейтрино. И это очень хорошо, иначе трудно обеспечить появление более удобных теорий.
появились теории нарушающие СТО
Не страшно. Есть ещё эмпирические и феноменологические модели. Для начала сойдёт, а потом может и более исчерпывающие теории разработаем.
Чтобы мне использовать?… — вот на что отвечают физики.
Ну да, и прямо об этом говорят, уже лет 100, хотя многие ещё раньше начали.
neit_kas
07.02.2018 17:40Эксперименты перепроверяются. Сомневаюсь, что могут так «удачно» совпасть такие моменты: теория и не менее двух одинаковых подтверждающих теорию результатов (из разных лабораторий соотв.) «на отвалившихся разъёмах». Так что ошибка из статьи в любом случае не перекочевала бы в учебники физики. Просто для начала бы нашли/соорудили бы другую лабораторию (или вообще взяли бы другой подход к измерению) и проверили бы там. Даже если бы вдруг там что-то отвалилось, причём синхронно под лабораторию OPERA, то под новые данные требовалась бы какая-то работающая теория.
a5b
04.02.2018 17:46+1Подлость в том, что между этими событиями, когда мы собирали данные по скорости нейтрино, кабель был воткнут как-то не так
Как-то так (https://geektimes.ru/post/294147/#comment_10371855)
https://arxiv.org/pdf/1109.4897.pdf "Further investigations, that lasted until mid February
2012, revealed that the difference originated from an optical cable not properly connected
thus reducing the amount of light received by the optical/electrical converter of the Master
Clock."
http://www.nature.com/news/flaws-found-in-faster-than-light-neutrino-measurement-1.10099 22 February 2012, http://www.nature.com/news/timing-glitches-dog-neutrino-claim-1.10123 27 February 2012
https://en.wikipedia.org/wiki/Faster-than-light_neutrino_anomaly "Later the team reported two flaws in their equipment set-up that had caused errors far outside their original confidence interval: a fiber optic cable attached improperly, which caused the apparently faster-than-light measurements, and a clock oscillator ticking too fast."
Sometime over the next few days, efforts to track down the problem led people to discover that the fiber carrying the laser pulse to OPERA’s converter had not been screwed correctly into the box. This is shown in Figure 3. Despite reports in the press, this is not a “loose wire”.… optical fiber isn’t what most people think of as a wire — it carries light, not electrical current; and it wasn’t loose, it just wasn’t screwed in all the way. That’s relevant, as we’ll see.
Fig. 3: Before and after pictures documenting that the problematic fiber (not a copper wire but an optical fiber) carrying a laser pulse for timing was not "loose" but incorrectly plugged in — not screwed in all the way. Why this caused a time delay is explained below.
https://profmattstrassler.files.wordpress.com/2012/04/operafiberplug1.png
Фотографии до и после закручивания коннектора, декабрь 2011
Pavel-Well
04.02.2018 19:17Молодцы, сами ошиблись, и сами тот подлый кабель сфотографировали!
Будет другим на будущее наука: "не разевай роток на новой теории кусок!"
Кабели, фиберы, преобразователи, триггеры, генераторы импульсов сначала проверь!
stalinets
04.02.2018 21:03А, старый добрый FC коннектор. Хотя в похожем корпусе может быть и ST, и FC/APC. Вот 4 разъёма справа от проблемного — похоже, как раз ST, причём многомод (серый цвет оболочки). У FC и FC/APC фиксация гайкой, а у ST — как на старых тонких коаксиалах.
Действительно видно, что он вставлен, но гайку пальцами не закрутили. Или вставили не попав пазом в проушину, соответственно, гайка накрутилась не до конца и остался воздушный зазор. Невнимательность того, кто собирал установку.
Но как связист скажу, что сейчас качество коннекторов и адаптеров упало. Уже который раз сталкиваюсь с подобными «чудесами».
Например, подпаял пигтейл с коннектором к волокну, подключил, смотрю сигнал — а на разъёме бешеное падение. Что такое? Вытащил, протёр спиртом, вставил — опять падение. Вытащил, вставил — о, всё идеально! Ещё несколько раз туда-сюда — то работает, то нет. Центрируюзая разрезная трубочка из металлокерамики в адаптере — целая. Торцы пигтейла и патч-корда — чистые. Ни царапин, ни сколов. Всё новое, не изношенное сотнями переподключений. И всё равно так выделывается. Поменяли пигтейл и адаптер (розетку) — всё прошло.
Или, например, вставил патч-корд в кросс, всё работает. Через несколько минут (а может — часов, а может — месяцев) на этом разъёме начинает теряться несколько децибел мощности. Приехали на место, отключили, почистили спиртом, воткнули назад — всё работает. На следующий день звонят — опять просел сигнал…
Или вот. Подпаяли пигтейл к тонкому одноволоконному кабелю, по которому интернет по PON'у идёт от коробки на столбе — в частный дом к абоненту. Всё подключили, проверяем — а сигнал крайне слабый, лишь чуть мощнее уровня шума. Что такое? Выяснилось, что на торце пигтейла была с завода капелька коричневого клея. Перепаяли другой пигтейл — всё заработало. Причём в той партии было сразу несколько таких пигтейлов с клеем.
Особенно этими всеми проблемами страдают коннекторы и адаптеры стандартов SC и SC/APC.
А вот FC и LC как-то особо не вызывали проблем. Подключили — они работают.
Правда, в любом стандарте может изредка лопнуть, скажем, центрирующая втулка в адаптере, или попасть грязь.a5b
04.02.2018 21:42В иллюстрации назван "FC", сигнал (PPS или PPmS импульс в миллисекунду) проходил, но с ослаблением. Из-за применявшейся схемы усилитель выдавал электрический сигнал достаточного уровня чуть позже (медленнее заряжалась емкость фотодиода ETX100?). Схема была корректно откалибрована на полную мощность сигнала (у них там 8 км кабеля от GPS до экспериментальной установки, 2 патч-панели и сплиттер на 4).
https://profmattstrassler.files.wordpress.com/2012/04/operadelaycause.png "Top: signals taken with the connectors correctly plugged; bottom: signals taken with connectors wrongly screwed in positions which provide an extra delay of ?74 ns"
https://arxiv.org/pdf/1109.4897.pdf#page=19 — Figure 10. A simplified scheme of the OPERA Master Clock opto-electronic circuit used to convert the ESAT PPmS optical signal into an electric signal.
a larger jitter of the Opera Master Clock latching of the GPS signal were measured. Further investigations, that lasted until mid February 2012, revealed that the difference originated from an optical cable not properly connected thus reducing the amount of light received by the optical/electrical converter of the Master Clock. When proper connections were restored, during a technical intervention, the values of the delay and of the jitter were found to agree with what was measured in 2006 and 2007, as listed below…
Additional tests showed that the fibre delay could vary according to the amplitude of the light signal at the Master Clock input (Fig. 10). By acting on the optical fibre connections both rise time and plateau of the amplifier output signal varied depending on the input light intensity (Fig. 11). The effect was related to the slow electronics and the time-walk of the comparatorhttps://agenda.infn.it/getFile.py/access?contribId=9&resId=0&materialId=slides&confId=4876#page=12
Any change of the input light signal intensity affects the time delay… The effect is related to the charging up of the photodiode capacitance.… The 73.2 ns offset was there in a stable way since mid-2008
Проблема с середины 2008 года. Самые ранние фотографии — октябрь 2011 (верхняя, ПК под столом). В начале декабря 2011 года кто-то добрый переподключил разъём в ходе перезапуска мастер-часов: "“a posteriori” understanding: Relevant Action: on Dec 12th optical fiber connector unplugged and replugged during a MC restarting procedure by the Lyon Group"
Nalivai
04.02.2018 23:50Качество не упало, просто появились дешевые, хуже качеством и с меньшим количеством проверок. А если купить по нормальной цене у проверенных производителей — то все нормально будет.
Igor_O
06.02.2018 00:12Ассоциация номер ноль: «Танец солнечных лучей в паутине проводов»…
А вообще… Какие, нафиг, результаты?
Сложнейший эксперимент. Огромные затраты… И таймер на бытовом десктопном компьютере… Купленном лет за десять до эксперимента. Там могло быть все, что угодно, из-за чего угодно. Там точно не могло быть аппаратного контроля четности памяти. И программного тоже не могло быть, т.к. это бы добавило бы задержек на секунды а не на наносекунды.
В общем, зря они это фото показали. Оно вызывает еще больше вопросов…a5b
06.02.2018 03:37Таймер на PCI плате и на базе FPGA: несколько счетчиков внутри схемы, никакой внешней памяти, никакого софта, OCXO осцилятор https://www.vectron.com/products/ocxo/oc050_051.pdf со стабильностью 10^-12.
Просто плата вставлена в ПК.
https://static.arxiv.org/pdf/1109.4897.pdf#page=13
Every millisecond a pulse synchronously derived from the 1PPS of the ESAT (PPmS) is transmitted to the underground laboratory via an 8.3 km long optical fibre. The delay of this transmission with respect to the ESAT 1PPS output down to the OPERA master clock output was measured with a two-way fibre procedure and amounts to (40996 ± 1) ns. Measurements with a transportable Cs clock were also performed yielding the same result. The OPERA master clock is disciplined by a high-stability oscillator Vectron OC-050 with an Allan deviation of 2?10^-12/s. This oscillator keeps the local time in between two external synchronisations given by the PPmS signals coming from the external GPS.… This delay (?tclock) was also measured with two techniques, namely by the two-way fibres method and by transporting the Cs4000 clock to the two points.… The internal delay of the FPGA processing the master clock signal to reset the fine counter was determined by a parallel measurement of trigger and clock signals with the DAQ and a digital oscilloscope.
Каждую миллисекунду от GPS приемника ESAT 2000 отправляется импульс. Задержка оптического тракта измерена с точностью +-1 нс (два волокна от приемника к получателю, измеряют сумму и разность задержек волокон). Эта величина проверена переносными атомными часами (http://www1.symmetricom.com/media/files/support/ttm/product-manual/Cs4000_User_Guide.pdf). (Возможно что-то такое, только еще с аккумуляторами)
Значительно сложнее было синхронизировать две лаборатории CERN и LNGS (Opera) — между ними 731км 280 метров (+-20 см) https://www2.kek.jp/physics-seminar/files2011/20111004_komatsu.pdf#page=13 слайды 12-13, 16
Суммарная неопределенность замера времени полета нейтрино — 7 нс, из которых 1 — FPGA и 1 — длинные оптические волокнаIgor_O
06.02.2018 23:12А эта плата контролирует напряжение по шине питания? Предупреждения выдает?
Как осциллятор относится к изменениям температуры? Как добивались стабильности температуры внутри корпуса? Как этот осциллятор ведет себя при напряжении ниже 11.4 В или выше 12.6 В? Как себя поведет осциллятор при напряжении 9 В? Как он поведет себя при напряжении 14В? (это не фантазии, с 1994го года в моих компьютерах умерло 3 блока питания. Один просто сдох. Один давал напряжение 9-10В по 12-ти вольтовой силовой шине, другой — 13.7-14В по 12В...)
Как управляли вентиляторами в корпусе? А то ведь там скорость изменения температуры может легко быть порядка градуса в секунду. Какова стабильность осциллятора при изменении температуры с такой скоростью?
Там же нет вообще почти никакого контроля происходящего внутри этого корпуса!
А у осциллятора, если его отстроить при, например, +20C и 12В питания, при уходе питания до, скажем, 13В, подъеме температуры до +50 и, например, паре недель работы без перезапуска, погрешность может вылезти уже достаточно заметная на фоне 7 наносекунд.
И да, количество пыли на проводах «намекает» на то, что это ни разу не чистое помещение с прецизионными кондиционерами.
В общем, как я сказал выше, зря они эти фотографии показали… (да еще и где-то надыбали антикварных шлицевых винтов… Они к концу 1970-х за пределами СССР уже становились дефицитом)a5b
07.02.2018 02:22Для ответа на ваши вопросы неплохо было бы найти pdf на устройство master clock и иерархию распределения времени в эксперименте. Кое-что я уже нашел — читайте
https://www2.kek.jp/physics-seminar/files2011/20111004_komatsu.pdf
Сам осцилятор "OC-050 Double Oven OCXO" https://www.vectron.com/products/ocxo/oc050_051.pdf
обеспечивает стабильность сигнала в условиях 0-50 или 0-70 градусов и при напряжениях +-5%. Master clock получает сигнал коррекции каждую миллисекунду от PoLaRx2e + Cs4000 + ESAT 2000, метрологию комплекса проводил METAS (один раз в 2007 или 2008 году). Немного о проверке — в https://proj-cngs.web.cern.ch/proj-cngs/PDF_files/THPCH125.pdf INTER-LABORATORY SYNCHRONIZATION FOR THE CNGS PROJECT
Если это фото не показывать, то у них до сих пор нейтрино сверхсветовыми были бы.
Кстати, у них было две проблемы со временем, и вторая — некий drift у неоткалиброванного Master Clock https://indico.in2p3.fr/event/6001/contributions/36501/attachments/29195/35978/Longhin_OPERA_Moriond_EW_v6_.pdf#page=29 https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/neutrinos/neutrinos-faster-than-light/opera-what-went-wrong/ "This effect would make the neutrinos appear to arrive late, but turns out to be insufficient to cancel the effect of the fiber."
This looks slightly imprecise; the master clock is never resynchronized. The drift is in the freestanding clock generator on the PCI card (the 10 MHz Vectron OC-050). That continuously drifts at the rate of 74 ns every 0.6 s. What gets reset is the DAQ FPGA’s rough counter, which is reset very 0.6 s from the repetitive signal output by the PCI card to the DAQ FPGA (the DAQ reset signal – this is derived from the problematic 1msec pulse and hence is not affected by the drift). The DAQ FPGA’s finer counter which counts in tens of nanoseconds, by definition, starts again at value 0 when the reset signal comes in.
“Drift” refers to the time difference measured by two clocks whose frequencies differ by 124 ppb, not a change in frequency. The oscillators are indeed stable but the frequency of the central clock’s 20 MHz oscillator is slightly different than what OPERA assumed it was. The reference clock on the fiber termination PCI card is very stable but was consistently off by 73 ns due to the loose fiber connector.
OPERA didn’t measure the OC-050 output directly. They put a scope on the DAQ FPGA, comparing the DAQ-reset to the GPS 1 ms trigger routed through the ROC/PMT back to the FPGA (Sirr, page 10). The problem could be anywhere on that circuitry within the board, or perhaps in board cooling.
Fasterpast
07.02.2018 17:40-1Хм, какой-то хитрый админ, знающий такие особенности работы оптоволоконных сетей, решил пошутить, но шутка затянулась, и он сам потом испугался и залёг на дно ))
write-n-go
04.02.2018 21:13Я уж не знаю, куда и срать кинуться, однако кутрапале блин, такой диалог замутили
photino
04.02.2018 22:04Когда объявили эти результаты, я был на конференции, на которой как раз был человек из OPERA. Там история не такая красивая — достаточно много участников коллаборации просто отказались ставить свои имена в публикации.
Проблема со сверхсветовыми нейтрино в том, что если бы они действительно существовали, то это был бы не просто удар по фундаменту физики элементарных частиц, что еще можно было пережить, а приводило к противоречиям с другими полностью подтвержденными в экспериментах фактами. Даже если бы в коллаборации не было теоретиков, которые это понимали, то уж консультацию на стороне точно можно было получить. И когда шел вал работ с довольно кривыми «объяснениями» эффекта, вышло несколько вполне четких работ с описанием, почему так быть не может.
В общем, лукавит бывший руководитель коллаборации. Такие вещи нужно перепроверять с максимально возможной тщательностью. Собственно то, что он сел в лужу, было вполне предсказуемо. Также нужно учитывать, что часто руководители коллабораций довольно быстро превращаются из ученых в чиновников, а у чиновников интересы немного другие — реклама, добывание средств. Сверхсветовые нейтрино очень даже хороши для пиара.
kvazimoda24
05.02.2018 01:46Я пока читал статью всё думал, а почему не попробовали запустить какие-нибудь другие частицы? Электроны там, или ещё что. Ведь тогда, если бы и здесь была бы сверхсветовая задержка, то можно было бы смело говорить о неисправности установки.
vanxant
05.02.2018 05:40Как, например? Через 700 км горы?
kvazimoda24
05.02.2018 12:08Хм… Я думал, у них там какой-нибудь туннель или канал, в который можно что угодно пихать.
Psychosynthesis
05.02.2018 05:29Один я не понимаю, почему в итоге «в отставку» ушло только руководство? Это же вполне конкретный кабель, за него наверняка отвечают вполне конкретные люди, нет?
vanxant
05.02.2018 05:44Не-не-не, тут всё в порядке. Людям свойственно ошибаться, знаете ли, как и технике — отказывать. Иначе это очень быстро превращается в поиск непричастных и увольнения невиновных. При этом руководство умудряется усидеть в тёплых креслах. Хотя оно туда в общем-то и посажено с целью отлавливать и исправлять косяки подчинённых.
Psychosynthesis
06.02.2018 02:22А я нигде не писал, что люди не должны ошибаться.
Ошибка руководства очевидна, ровно как очевидно и его отставка. Однако также очевидно что не само руководство этот кабель вкручивало, только вот никакой информации касательно рабочего место того кто за него непосредственно отвечал нет.
Вы, похоже, не догоняете, что в данном случае как раз и получается «поиск непричастных и увольнения невиновных». А тот кто эти косяки допустил так и сидит в своём «тёплом рабочем месте», ловит тау-нейтрино и, как следует из поста «уже набрали их четыре штуки», хотя возможно что благодаря тому самому разгильдяю, вину за которого взял на себя руководитель, они поймали «только четыре штуки». Несколько утрировано, но мысль понятна, надеюсь.
HEKOT
07.02.2018 13:51За последние сто лет наблюдения Эйнштейна, согласно которому массивные объекты не могут передвигаться быстрее скорости света в вакууме, встроенные в его специальную теорию относительности, стали краеугольным камнем нашего понимания Вселенной.
Гугл-транслейт?
JohnDoeEast
07.02.2018 17:40+1Ну, если о позоре в физике, то вспомним опыт Милликена по заряду электрона.
Ассистент посмотрел не в ту строчку в справочнике вязкостей и опубликовали результат, отличающийся в два раза.
Опыт кинулись повторять по всему миру. Думаете, исправили сразу? Нет! На протяжении двух лет опубликованные результаты слегка уменьшались, пока не добрались до правильного.
Nizaraza
07.02.2018 17:40+1Эксперимент OPERA, тем временем, под другим руководством продолжает охотиться за нейтринными осцилляциями и собирать тау-нейтрино. Пока они набрали их четыре штуки.
Ну вообще их больше и не наберут, детектор уже полностью разобрали, эксперимент окончен.
vassabi
да, помню ту шумиху. что ж… зато он в результате (перефразируя Сократа) стал философом и написал хорошую книгу.