偶看新闻万吨军舰965:理论中微子——跑得比光快？
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 11:13:37
李淼 中国科学院理论物理研究所研究员
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关键词：【中微子】
中微子是轻子的一种，是组成自然界的最基本的粒子之一，不带电，质量极小，几乎不与其他物质作用，在自然界广泛存在。
英国《自然》杂志网站2011年9月22日报道，欧洲研究人员发现了难以解释的中微子超光速现象，这一现象违背了爱因斯坦相对论，研究人员目前对此持谨慎态度，希望全球科学家能共同探究原因。据报道，意大利格兰萨索国家实验室下属的一个名为OPERA的实验装置接收了来自著名的欧洲核子研究中心的中微子，两地相距730公里，中微子“跑”过这段距离的时间比光速还快了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)。
2011年11月20日，OPERA的科学家再次证明中微子速度超越光速。但欧洲核子研究中心表示,在中微子速度超越光速这一结论被驳倒或者被证实前，还需要进行更多的实验观察和独立测试。
解读：
中微子真的跑得比光快吗？很多科学家仍然抱着怀疑态度，中国科学院理论物理研究所研究员李淼就是其中一位。“9月OPERA公布他们中微子实验得到超光速结果时，我99%以上不相信中微子真的超光速了，一定有什么系统误差没有被发觉。”李淼说。
11月的实验结果出来后，他的怀疑度略有下降。这是因为OPERA排除了其中一个可能的系统误差。OPERA之前的实验中质子束长度为10.5微秒，这比中微子60纳秒早到了太多，即近两百倍（一微秒是一千纳秒），有可能造成不必要的系统误差。而在后来的实验中，他们将中子束调整为3纳秒一束，每隔524纳秒发一束，已经测量到20个中微子事例。这个新实验证实了OPERA过去的超光速结论，并排除了这个可能的系统误差。
虽然中微子超光速还未得到最终证实，但万一通过了别的实验检验，我们将彻底改写我们的时空观，彻底修改物理的基础理论之一“粒子物理”，甚至彻底修改爱因斯坦另一个著名理论——“万有引力的时空弯曲理论”。
有人说，一旦这一结果得到证实，学术界奉为理论基石的爱因斯坦相对论“光速不可超越”原则将被改写，时间旅行将成为可能。
李淼认为，原则上，相对论并没有排除超越光速的可能。超光速的粒子通常被称为快子，相对论告诉我们，快子的行为很古怪，速度越高，能量越低。
OPERA实验中，实验组在四个不同的能量上测量了中微子速度，发现中微子速度不变，也就是说，在能量140亿电子伏到400亿电子伏这个范围，中微子都超光速，而且超出的部分大约为光速的四万分之一。这和快子的行为矛盾，说明实验中测量到的中微子不是快子。
李淼说：“因为快子是相对论允许的，而中微子不是快子。所以，万一一年后新的实验验证了OPERA中微子超光速，我们可以肯定地说，相对论必须修改！”
展望：
按科学惯例，孤立的实验并不最终成立。目前，更多科学家正加入到中微子超光速的实验中来。OPERA打算在2012年进行更多实验，改善实验精度。此外，独立实验还将在世界其他地方进行，比如美国芝加哥附近的费米实验室在“主注入器中微子振荡搜寻”实验中，将同样有一束中微子流被射出，抵达设立在明尼苏达州的中微子探测器。
这场中微子和光子的赛跑，中微子真的能胜出吗？2012年，让我们拭目以待。（责任编辑：段丹峰）
欧洲科学家在实验中发现
中微子跑得比光快
如获证实，物理学理论体系可能因此重建
新华社伦敦9月22日电 （记者 黄堃） 英国《自然》杂志网站22日报道，欧洲研究人员发现了难以解释的中微子超光速现象，这一现象违背了爱因斯坦相对论，研究人员目前对此持谨慎态度，希望全球科学家能共同探究原因。
据报道，意大利格兰萨索国家实验室下属的一个名为OPERA的实验装置接收了来自著名的欧洲核子研究中心的中微子，两地相距730公里，中微子“跑”过这段距离的时间比光速还快了60纳秒（1纳秒等于十亿分之一秒）。
参与实验的瑞士伯尔尼大学的安东尼奥·伊拉蒂塔托说，他和同事被这一结果震惊了，他们随后反复观测到这个现象1.6万次，并仔细考虑了实验中其他各种因素的影响，认为这个观测结果站得住脚，于是决定将其公开。
光速约每秒30万公里，爱因斯坦的相对论认为没有任何物体的速度能够超过光速，这成为现代物理学的重要基础。如果真的证实这种超光速现象，其意义十分重大，整个物理学理论体系或许会因之重建。
由于事关重大，一些专家对观测到的这种超光速现象持谨慎态度。伊拉蒂塔托就此表示，欢迎来自外界的质疑，他和同事正是因为找不出任何解释，才公布结果希望寻求全球科学界同行的帮助。
2007年，美国研究人员在从费米实验室向另一个名为MINOS的实验装置发射中微子时也观测到类似的超光速现象，但当时研究人员对整个实验的精确度不是很有信心。
如果超光速现象确实存在，势必需要新的理论解释。有研究人员猜测，可能如弦理论预测的那样，在空间中还存在其他未知的维度，这些中微子就是抄了其他维度的“近路”而“跑”得比光还快。