광속보다 빠른 중성미자라는 보도가 공식적으로 끝났다. 오늘 일본 교코에서 열린 2012년 중성미자 학술회의에서 OPERA 공동연구팀이 자신들의 최종 측정을 분석한 결과 중성미자들은 거의 정확히 광속으로 진행했다고 발표했다.

“비록 이 결과는 몇몇 사람들이 좋아했을 만큼 흥분되지는 않지만, 우리 모두가 충분히 예상했던 것이다.”라고 CERN의 연구책임자인 세르지오 베르톨루치(Sergio Bertolucci)는 말했다. 한 바탕 소동이 진정됨으로써, OPERA 팀은 타우 중성미자 발견이라는 본연의 일로 다시 복귀하고 있다. 이번 주에 연구팀은 또한 뮤온 중성미자가 타우 중성미자로 변형하는 두 번째 사례를 자신들이 발견했다고 발표함으로써 중성미자가 질량을 가졌다는 주장에 힘을 실었다.

OPERA는 2011년 9월에 스위스 CERN으로부터 이탈리아 그란 사소 산 아래에 있는 검출기로 날아간 중성미자들이 광속보다 빨랐다고 발표함으로써 전 세계에 충격을 주었다. 그것은 아인슈타인의 상대성이론을 어기는 것이며 새로운 물리학을 암시하는 것이었다. 그러나 몇 달이 지난 후 광케이블의 누설과 부정확한 시간측정이라는 2가지 오류가 드러남으로써, 중성미자들은 다시 느려졌고, 포스트 아인슈타인이라는 꿈을 좌절시켰으며, OPERA 공동연구팀 내부에 대혼란을 야기했다.

당시의 측정이 시간낭비는 아니었다고 OPERA 팀원인 다리오 오티에로(Dario Autiero)는 말했다. 새로운 예비 결과에서 중성미자의 속도가 광속의 0.5나노초 이내이며 오차는 8나노초라는 것이 드러났기 때문이다. 그러한 오차는 추가 연구로 축소되어야 한다고 OPERA 공동대변인인 INFN(Italian National Nuclear Physics Institute)의 지오반니 데 렐리스(Giovanni De Lellis)는 말했다. “속도가 그 정도 수준의 정밀도로 측정된 것은 이번이 처음이다.”라고 오티에로는 말했다.

그러나 이 모든 것은 중성미자가 형태를 바꾸는 현장을 포착한다는 그 실험의 진짜 목적에 비하면 부차적인 것이다. 중성미자는 전자, 뮤온 및 타우라는 3가지 종류가 있다. 중성미자들은 한 종류에서 또 다른 종류로 자연적으로 전환, 혹은 진동한다는 증거가 여러 실험에서 관찰된 바 있다. 놀랍게도, 그러한 진동은 질량이 없는 것으로 추측되었던 입자들이 어느 정도 극미량의 질량을 가져야 한다는 것을 증명하였으며, 우주에는 왜 반물질보다 물질이 더 많은지를 설명하는 수단을 제공했다.

OPERA 이전에, 중성미자의 진동에 대한 모든 증거는 소멸로부터 나왔다. 다시 말해서, 검출기로 처음에 검출했을 때보다는 특정 종류의 중성미자들의 양이 적곤 했던 것이다. 이것은 일부가 다른 종류로 변형되었음을 암시하는 것이다. 그런 뒤 2010년에 OPERA 팀은 CERN으로부터 그란 사소로 흐르는 수십억 개의 뮤온 중성미자들의 빔 속에서 첫 번째 타우 중성미자를 발견했다. 그 발견은 당시로서는 대단히 많은 양이었지만, 통계적 의미가 부여되기 위해서는 더 많은 타우 중성미자가 필요했다고 연구팀은 말했다. 그런데 이번에 두 번째 타우 중성미자가 검출기에 나타났다고 그들은 보고했다. “이러한 결과는 공동연구팀이 중성미자 진동의 발견이라는 그 원래 목표로 분명하고도 효과적으로 되돌아가고 있다는 것을 보여준다.”라고 데 렐리스는 말했다.

OPERA 팀이 진동 효과를 관찰하고 있다고 명확히 주장하기 위해서는 최소한 6개의 타우 중성미자들이 필요하므로, 그들은 아직 그 목표에 도달하지 못했다. 그리고 그들이 목표에 도달할 때에는, 자신들이 추월당했던 것을 발견할지도 모른다. 또 다른 실험인 일본의 T2K 검출기 연구팀은 이번 주에 전자 중성미자로 바뀌는 10개의 뮤온 중성미자들을 관측했다고 발표하였기 때문이다.