중성미자가 빛보다 빠르다라는 잘못된건 어떻게 증명하고 알게된건가요?

Question

한때 중성미자가 빛보다 빠르다고 해서 센세이션이 있었던걸로 기억합니다.

그런데 최근에 이 데이터가 잘못되었다고 하던데요. 당시 중성미지가 빛보다 빠르다고 발표했던것이고 어떻게 해서 지금 이 자료가 잘못됬다고 밝혀낸것인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

오페라 연구팀은 스위스 제네바의 CERN에서 732㎞ 떨어진 이탈리아 그란사소까지 중성미자를 보내는 실험을 3년간 진행했으며, 중성미자가 빛보다 60나노초 빠르게 목적지에 도착한다는 연구 결과를 2010년에 발표했습니다. 전 세계 물리학계와 언론은 충격에 빠졌죠. ‘빛보다 빠른 물질은 없다’는 아인슈타인의 전제가 틀릴 경우 현대 물리학은 잘못된 가설 위에 세워져 있는 셈이 되기 때문입니다.

오페라의 발표는 화제를 모았지만 긍정보다는 비판이 압도적으로 많았습니다. 자신이 배워 온 물리학이 틀리지 않았다는 것을 입증하려는 전 세계 물리학자들이 필사적으로 실험의 오류를 찾기 위해 나섰습니다. 오페라 연구진은 실험 오류 가능성을 반박하기 위해 다시 실험을 했으나 실패했습니다. 물리학계는 이후 실험 장치의 설계가 잘못됐거나 기기상의 문제는 없었는지를 살폈고 장치 오류 가능성을 찾아냈습니다. 케이블과 검출기의 컴퓨터가 느슨하게 연결되면서 이동하는 중성미자의 위치와 시간을 재는 GPS 광신호가 수십 나노초 지연될 수 있다는 것입니다. 반년여에 걸친 아인슈타인에 대한 의심이 풀리는 순간이었습니다. 물리학자들이 중성미자의 속도를 잰 것은 이번이 처음은 아닙니다. 미국 페르미연구소나 일본의 슈퍼카미오칸데에서도 중성미자의 속도를 측정하려는 시도가 있었고, 일부에서는 중성미자의 속도가 빛보다 빠른 것으로 나타나기도 했지만 최종적으로는 오차범위 내이거나 실험 오류로 판명됐습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

유럽입자물리연구소의 오페라 실험에서 중성미자가 빛보다 약 60나노초먼저 도착했다는 결과가 발표됐지만 이후 다른 실험에서 재현되지 않아 검증이 필요했습니다 조사 과정에서 오페라 실험의 위성 위치 측정 장치와 컴퓨터 사이 광섬유 연결부가 제대로 연결되지 않은 무제가 발견되었습니다 이 연결 상태 때문에 중성미자의 비해이 시간이 실제보다 짧게 측정되었고 연결부를 수정한 뒤 다시 측정하자 빛보다 빠르다는 결과가 사라졌습니다 이후 다른 실험들의 측정에서도 중성미자가 빛보다 빠르다는 증거가 나오지 않아 당시 결과는 측정 장비의 오류에서 비롯된 것으로 확인되었습니다