欧洲科学家称新试验再次证明中微子超光速图.PDF

欧洲科学家称新实验再次证明中微子超 光速(图) 美国芝加哥附近的费米实验室 Minos 项目图示，该项目将有望提供对于欧洲实验结果的验证性结论 欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)设备 新浪科技讯 北京时间 11 月 21 日消息，欧洲物理学家们现在有了更新的证据来证明亚原子粒子的运行 速度确实超越了光速，如果实验得到进一步证实，将打破自爱因斯坦发布其相对论以来一直被整个物理学 界奉为圣经的“光速不可超越”原则。 他们早前于 9 月份发表的初步论文在全世界范围内引发了轩然大波和广泛的质疑。于是随后他们开始 着手进行进一步的验证实验和分析，试图排除之前实验中可能存在的源误差。他们借以测量的目标是从位 于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)发出，飞行 730 公里抵达位于意大利格兰·萨索(Gran Sasso) 附近的地下实验室的粒子束。 达里奥·奥蒂罗(Dario Autiero)是格兰·萨索奥普拉(Opera)实验项目的负责人之一，他表示这篇发表于上 周五的论文对先前的数据进行了重新分析，并排除了一些可能出现的误差。 研究人员此次改变了之前的做法，以极短的脉冲发射出中微子，持续间隔仅有 3 纳秒，而非之前采用 的更长的脉冲。这样做可以让物理学家们更精确地确定中微子的确切飞行时间。 奥蒂罗说：“很多人对于我们的统计分析结果心存疑虑，而现在这种统计分析的误差已经微不足道了。” 测量结果显示中微子从出发地抵达目的地所用的时间比它们以光速运行所需时间少了 60 纳秒。尽管这 一速度仅比光速值高出大约百万分之二十，但即使是这样的超越也将颠覆整个物理学的基石。 有待其他科学家独立实验验证 他们打算明年进行更多的实验来进一步改进实验的精度。但是奥蒂罗本人和他的团队中 160 名来自全 球各地的专家认为最终仍然应当由其他科学家团队在他处进行独立的验证试验才能最终判定这一结果的准 确性，也只有这样才能最终打消人们的顾虑，从而赢得科学界的认同。 其中主要的独立验证试验在芝加哥附近的美国费米实验室进行，这里一项名为“主注入器中微子振荡搜 寻”(Minos) 的实验中，同样有一束中微子流被射出，运行和欧洲的实验中相似的距离，并最终抵达设立在 明尼苏达州的地下探测器。 事实上早在 2007 年，Minos 实验的科学家们便已经发现这些微粒的运行速度似乎超越了光速，但是他 们没有引起重视，认为这一结论不具备统计显著性。 乔·瓦尔丁(Joe Walding)是 Minos 项目科学家，他说：“我们现在重新回过头去审视我们当时的数据并尝 试改进我们的系统。比如对我们的原子钟进行升级以便获得更高的时间精度。在接下来的 4~5 个月内我们 就将有能力指出欧洲 Opera 实验的大方向是否是正确的，而在未来一年内我们就将有能力最终判定其实验 结果是否是可靠的。” 而与此同时，这样的结果让理论物理学家们开始了难熬的日子。他们现在正在努力思索，试图解释这 种似乎有违光速极限定理的现象，比如他们提出这些中微子是否有可能穿过一些隐藏的额外空间维度而走 了捷径？ 不过对于所有这些解释，Opera 实验项目的科学家们则不愿过多参与。正如奥蒂罗所说的那样：“我们 只想集中精力获得更多高质量的数据。” 附：超光速问与答 1、为什么科学家们认为光速是无法超越的？ 在 20 世纪初，伟大的物理学家爱因斯坦在物理学家麦克斯韦所做工作的基础上进一步发展，指出光速 c 是一个基本常量，也是任何物质都无法超越的最高速度值。在现实世界中，唯一能真正以光速运行的“物 体”是光子，即组成光的“粒子” 。它穿越真空时的速度为光速。 爱因斯坦在狭义相对论中引入了光速概念，并指出不论观察者是谁，也不论观察者的参照系，物理学 定律是处处相同的。为了兼容光速不变的基础，爱因斯坦不得不对牛顿运动定律进行修正，这样做的结果 便是让时间和空间这样传统意义上的绝对量变成了可变量：一个物体运动的速度越快，它所经历的时间会 变慢。狭义相对论还引出了爱因斯坦最著名的质能方程 E = mc2 ，首次指出质量与能量之间可以相互转换。 2、“超光速中微子”这一发现的究竟有多重要？ 如果此前意大利加兰·萨索实验室的结果被证实是正确的，那么物理学家们将有理由认为狭义相对论事 实上是错误的。这很棘手，因为爱因斯坦的这一理论已经经受了无数次