欧核中心发现:中微子比光跑得快

2011-9-26 11:03 来源: 中国科学院
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  据英国《独立报》9月23日报道,欧洲核子研究中心的最新研究发现,中微子(轻子的一种,是组成自然界的最基本粒子之一)的行进速度超过了光速。一旦这种超光速现象得到证实,将给爱因斯坦的狭义相对论带来巨大挑战,改变人类对宇宙如何运转的理解。

  狭义相对论于1905年提出,被誉为“现代物理学所有理论的基石”。该理论认为,没有任何物质的速度能超过光速,因此最新发现一经公布,就在科学界引发广泛关注和讨论。

  欧核中心参与大型中微子震荡实验(Opera)的科学家将位于日内瓦实验室的μ中微子束发送至约730公里开外的意大利格兰萨索国家实验室,结果发现,中微子比光早60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)到达,而实验误差不超过10纳秒。

  美国物理学家组织网9月22日援引美联社的报道称,在宇宙中能颠覆爱因斯坦理论的“反叛者”是奇特的中微子这一点毫不出奇,自“现身”至今80多年来,中微子一直被科学家称为速度之魔。

  鉴于这一结论意义重大,科学家们已耗费数月核查并验证其结论(反复观测到这个现象1.6万次),以确保实验没有瑕疵。欧核中心发言人詹姆士·吉利斯表示:“欢迎全球科学家来验证这一结果的正确性。”

  欧核中心最大的竞争对手美国费米国家实验室的首席理论学家斯蒂芬·帕克表示:“这一发现令人震惊,但是否真实还有很多疑问。”费米实验室早在2007年就得出了同样的结论,但因为实验结果误差太大,削弱了其重要意义。

  费米实验室的罗伯·普兰科特表示,目前全球只有费米实验室和日本的实验室能重复这一实验,但日本的实验室在海啸中饱受重创,费米实验室尚无法达到欧核中心的实验精度,而且一时半会也很难升级,因此验证工作很难进行。

  美国马里兰大学物理系主任德鲁·巴登认为,新发现很可能是测量错误或侥幸得到的结果,追踪中微子非常困难。

  美国哥伦比亚大学物理学家、《优雅的宇宙》一书的作者布赖恩·格林表示,从理论上而言,拥有不同能量的中微子能以不同的速度行进;另外,有些目前仅被理论证实的神秘粒子也可能拥有和中微子一样的速度。

  如果结果获得证实,那么,这一切是如何发生的呢?帕克猜测,可能宇宙中还存在其他未知的维度,中微子就是抄了其他维度的“近路”而“跑”得比光还快。

  美国印第安纳大学的理论物理学家阿兰·科斯特利基表示,从理论上而言,就像爱因斯坦所说的,宇宙背景不同时会出现不完美的对称,背景变化可能导致光速和中微子速度的变化。他说:“这也并不意味着能将爱因斯坦的理论扔进垃圾箱。它仍然起作用,只是有些时候需要其他解释而已。”