实验再证实中微子超光速 相对论受挑战

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【大纪元2011年11月23日讯】(大纪元记者王宏量综合报导)近日,欧洲的一个物理学家小组通过实验再次得到了相同的惊人结果——中微子的速度确实超越了光速。科学家表示,这一结果将证明,爱因斯坦的相对论事实上是错误的。

早在9月末,这个研究小组就宣布,他们实验发现中微子超过光速,他们自己都感到震惊。在后来的一些质疑声中,他们重复了同样的实验。

据英国《自然》杂志网站9月22日报导,意大利格兰萨索(GranSasso)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)。

报导说,由于这一现象违背了爱因斯坦狭义相对论,研究人员相当谨慎。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,才将其公开。

中微子超光速再次被证实

9月末,OPERA小组的科学家们发表了初步论文,他们的论文立即在全世界范围内引发了轩然大波和广泛的质疑。如果中微子的速度被证实超过光速,其意义十分重大,爱因斯坦的相对论将被认为是错误的,整个物理学理论体系或许会因之重建。

据英国《每日邮报》网站11月18日报导,OPERA小组的的科学家们,进行了进一步的验证实验。

他们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•萨索附近的地下实验室的粒子束。他们进行了多达20次的重复实验。

达里奥•奥蒂罗(DarioAutiero)是格兰•萨索奥普拉(Opera)实验项目的负责人之一,他表示,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。

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。

不过,OPERA小组的科学家们不愿过多参与解释,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。”

实验结果有待进一步证实

目前,OPERA小组的科学家们已更加确信这项实验结果,但是,他们还是敦促其他实验室的研究人员也加入此项重复性实验之中,他们表示,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。

事实上早在2007年,在芝加哥附近的美国费米实验室,进行过一项名为“主注入器中微子振荡搜寻”(Minos)的实验。

Minos实验的科学家们已经发现中微子的运行速度似乎超越了光速,但是他们没有引起重视。

乔•瓦尔丁(JoeWalding)是Minos项目科学家,他说:“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。”

中微子超光速 爱因斯坦相对论受挑战

爱因斯坦1905年在狭义相对论中提出的“光速不可超越”的理论,一直被整个物理学界奉为圣经,这一理论构成了现代宇宙学和粒子物理学的基础。

如果中微子的速度超越了光速得到进一步证实,物理学家们将有理由认为狭义相对论事实上是错误的,整个物理学都将被迫推倒重写。

如果中微子超光速的实验结果是正确的,一些物理学家猜测,在我们这个空间之外还存在其他未知的空间,这些中微子就是抄了其他空间的“近路”而“跑”得比光还快。

有研究人员称,如果中微子超光速,时空旅行将是可能的。中国古人讲的“天上方一日,地上已千年”也就不是奇异的幻想。

OPERA小组的结果受到质疑

不过,这一实验结果也受到质疑。

据英国《每日电讯报》11月21日报导,ICARUS是在格兰•萨索工作的另一个科学家小组,均由意大利国家物理研究院领导。

上周末,ICARUS项目组宣布,他们发现中微子在行进的过程中并无能量损失,这表明,OPERA实验得出的结论——中微子的行进速度比光快是错误的。

他们同样在arxiv.org网站上发表了自己的论文,在文中他们指出“测量结果否定了OPERA小组有关超光速粒子的结论”。

早在10月,OPERA小组发表了初步论文之后,英国萨里大学的教授吉姆•卡利里曾表示,如果OPERA的实验结果是正确的,他就吃掉自己的袜子。

(责任编辑:李熙)

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