微中子超光速被認為是「世紀謠言」 實驗全過程公布

科學家宣布CERN發射的微中子以超光速抵達義大利的一個地下實驗室，消息一經宣布便吸引了全世界關注的目光。

只有謠言的傳播速度能夠超過光速。現在，似乎還有一種物質的速度超過光速，這就是微中子。

參與Opera實驗的物理學家宣布他們在實驗中發現微中子的速度超過光速。如果得到證實，作為物理學基石的愛因斯坦相對論將面臨挑戰，物理學的歷史也將從此改寫。但由於這一發現尚未最終得到證實，科學家還應該抱著一種慎之又慎的態度。

微中子超光速？

當時，物理學家介紹一個全新的「速度怪獸」——亞原子粒子微中子。根據描述的最近進行的一項實驗，微中子的速度超過光速。1905年，愛因斯坦的相對論將光速定為宇宙速度極限。

研究小組表示，日內瓦歐洲核子研究組織（以下簡稱CERN）一台粒子加速器發射的微中子以超過光速的速度抵達義大利格蘭薩索的一個地下實驗室，二者之間的距離為454英里（約合730公里）。計算結果顯示微中子的速度比光快60納秒（1納秒等於10億分之一秒）。物理學家表示：「我們無法用系統誤差解釋這一發現。測算結果表明微中子的速度超過光速。」

研究小組用了6個月時間試圖解釋微中子超光速的發現，但最終以無果告終。鑒於這一發現將撼動物理學的基石，試圖用任何理論解釋這一實驗結果都是一種不適當的做法。

在愛因斯坦描繪的物理世界，光速是一切物質的速度極限。超光速意味著時間旅行將成為一種可能，但這又是絕大多數物理學家認為的不可能之事。一個世紀以來，愛因斯坦的相對論一次又一次得到驗證。已故康奈爾大學天文學家卡爾·薩根曾說過：「非凡的結論需要非凡的證據。」CERN理論家阿爾瓦羅·德·魯尤拉表示：「這是一項令人震驚的結論。我們應該自問什麼地方出現紕漏，這才是一種正確的態度。」

大多數人不相信

在獲知這一結論之後，CERN的物理學家陷入極大興奮之中。但在興奮過後，持懷疑論者也提出了一系列有關細節方面的疑問。例如，這些科學家如何在測量CERN與格蘭薩索實驗室之間的距離時精確到20厘米？如何將GPS數據擴展到地下？在此過程中，他們是否考慮月球位置以及地殼上的潮汐活動等因素？

物理學天文學歷史出現了大量可疑數據的報告，認為可能存在新粒子或者新行星，如果得到驗證，將改變我們對世界的認知，但隨著更多相關數據的出現或者在進行仔細檢驗之後，這些結論土崩瓦解。絕大多數物理學家認為微中子超光速的這一發現也會迎來同樣的命運。

微中子仍是宇宙中的一個迷團。它們是詭異的亞原子世界中最怪異的「居民」之一。這種亞原子並不可見，能夠穿透牆壁和行星，就像風穿過屏門一樣。此外，它們的形態也會發生變化。微中子有3種形態，能夠在移動時從一種形態變成另一種形態。

揭秘實驗過程

科學家試圖在實驗中對這種現象進行觀測。他們進行的大型微中子震蕩實驗Opera共有來自11個國家的160名物理學家參與，主要來自日本和義大利。Opera實驗立基於格蘭薩索實驗室，這是一個地下物理學實驗中心，進行需要屏蔽宇宙射線的實驗。

整個實驗從CERN一座建築內的一罐氫氣開始。來自這個罐子的氫原子被剝離電子，成為裸質子，而後藉助一系列粒子加速器加速，最近進入大型強子對撞機的主環。形象地說，大型強子對撞機就是所有這些粒子加速器的母親。在Opera實驗中，一些質子的能量狀態變成居間能量態，以10微秒脈衝的形式轟擊一個石墨目標，產生脈衝介子。介子隨後衰變成微中子，微中子朝著格蘭薩索的方向消失在地球中，最後抵達格蘭薩索實驗室的微中子穿過鉛磚和照相乳劑。

從理論上說，在這段用時幾毫秒的旅途中，一些微中子會從μ介子微中子變成τ介子微中子。Opera實驗的目標就是研究這種形態變化。3年時間裡，研究人員在探測器的幫助下記錄下大約1.6萬個微中子，但其中的τ介子微中子只有一個。測量微中子速度只是一個次要目的。科學家希望發現一些τ介子微中子，以博得觀眾的掌聲。

被指「世紀謠言」

過去，科學家使用郵寄方式彼此寄送期刊文章和信件，對存在爭議的測量結果進行檢驗的過程往往都在悄無聲息中進行。現在，互聯網改變了這一切。

CERN以及外界的一些物理學家對整個過程感到不滿，他們指出義大利實驗室為一項尚未得到證實的實驗結果增加了太多砝碼，而進行這項實驗的研究小組並非隸屬於CERN。粒子理論學家說：「在進行更多研究工作以驗證這一發現前，根本沒有必要公布新聞稿或者相關科學論文。他們自稱希望物理學界對他們的實驗結果進行檢驗。即使抱著這樣一種想法，他們也應該採取其他更謹慎的方式，比如召集同行展開討論。」

CERN負責人表示比較贊同在CERN舉行研討會的做法，因為CERN有責任提供協助，請求物理學界的同行對他們的發現進行詳細評估。」2007年，物理學家就曾通過Minos（主注入器微中子振蕩搜尋實驗的英文縮寫）實驗測量微中子的速度。Minos實驗能夠在4到6個月時間內進行更為精確的測量。在提到Opera實驗組：「他們盡了自己的最大努力。我們將重新進行實驗以檢驗他們的發現。

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