您当前的位置 : 启正网> 科普知识
中微子是否超光速争议巨大 穿越时空有可能吗
2011年12月28日

  速度=距离/时间,欧洲科学家今年的一场实验原理如此简单,但在全世界引起了轩然大波和极大质疑,穿越时空真的可能吗?

  2011年9月,欧洲格兰·萨索奥普拉(Opera)实验项目的科学家宣布:其测量了从位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心发出,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,结果显示,中微子所用的时间比光子少了60纳秒。这也就意味着,中微子的速度超过了光速。

  一旦这一结果得到证实,学术界奉以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。

  挑战相对论

  实际上,中微子的领先距离非常之短。在730公里的实验距离内,中微子之比光子的运行时间少了60纳秒,仅是光速的百万分之二十,若换算成距离,只有短短18米。就是这18米,让科学家大为头疼。

  “广义相对论和狭义相对论都将打上问号”,法国物理学家皮埃尔·比内特吕评价说。一旦实验结果被证实,那么超光速现象对整个现代科学体系的冲击将是史无前例的。

  而更加挑起人们神经的是关于时空穿越的话题。

  中科院理论物理研究所研究员李淼表示,如同相对论在极端的情况下修改牛顿理论,如果超光速存在,相对论也将被迫修改,但对现实生活会产生什么影响还有待时间检验,因为中微子并不与普通物质发生反应,人类真要“时光旅行”还有很长一段路要走。

  统计方法出错?

  中微子超光速结论在世界范围内引起轩然大波。实际上,就是Opera内部一些科学家都拒绝了在文章上签名。

  为此,Opera研究人员不得不重新进行了一次实验,结果确认了此前的结论。

  但质疑并未熄灭。据了解,在Opera实验9月发表结果后,涌现了至少140篇论文,大部分都在讨论可能的解释,也有不少是质疑和反对的声音,其中最有名的是诺贝尔奖获得者格拉肖与合作者安德鲁·科恩,他们认为,如果中微子真的超光速,将导致辐射损失能量,Opera实验将得不到现在的中微子能谱,高能的中微子都应该变成低能的,因此自相矛盾。

  也有科学家拿出此前的数据进行反驳。例如科学家对1987年超新星爆炸的测量显示,中微子比光早到地球半个小时;而如果中微子超过光速,那么应该比光早到4年。

  中科院高能物理所研究员曹俊认为,实验的距离测量是可信的,甚至考虑了大陆板块运动;时间则是通过GPS和原子钟对时的,出错的可能性也不大。而真正被许多科学家质疑的,正是复杂的统计方法,人们不确定,其中是否可能出现了某些被忽略的因素。

  Opera实验称,可信度达到了6个西格玛,即99.9999998%的可能是真的,只有1/10亿的可能是错的。

  按照科学惯例,孤立的实验并不最终成立。目前,更多科学家加入中微子超光速的实验中来。Opera打算明年进行更多实验,改善实验的精度。此外,独立实验还将在世界其他地方进行,比如芝加哥附近的美国费米实验室将“主注入器中微子振荡搜寻”实验中,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。

来源:南方日报 作者: 编辑:陈俊男