中微子可能突破宇宙速度极限《世界科学》

 

中微子可能突破宇宙速度极限

冯诗齐/编译

中微子突发速度似乎是宇宙速度极限的一个例外

 

时下，物理学界被一则新闻打破了平静：一个由欧洲物理学家组成的团队宣布，经测定，一种名为中微子的亚原子粒子的突发速度打破了宇宙速度的极限——即由爱因斯坦于1905年确立的光速极限。如果此言不虚，那么这一事实将会改变我们的世界。然而这个“如果”却蕴含着一个大大的不确定性。

作出非比寻常的结论

正当欧洲物理学家准备展示他们的成果之前——9月21日晚上在物理学网站arXiv.org贴出论文以及9月22日在欧洲核子中心（CERN）举行了一个研讨会——其中的一些物理学家在博客上已经异口同声地抬升了他们的声调，尽管在别处对此还存有一些争论，比如，这种方式是过早地放弃了爱因斯坦，抑或其间可能存在着一些实验错误，等等。总之，非比寻常的结论要求有非比寻常的证据。

“这些人已经尽了他们的最大努力,但在让爱因斯坦出局之前，至少你总得看到另一次独立的实验，”CERN的理论物理学家约翰·埃利斯(John Ellis)如是说。他曾出版过有关幽灵似的粒子——中微子速度的著作。

按照了解这篇论文的科学家的说法，中微子从其产生的位于日内瓦郊外CERN的粒子加速器出发，直奔距离为450英里外的意大利格朗萨索地下的一个山洞，耗时比光束快了约60纳秒。比光速快约百分之0.0025(十万分之2.5)。

即便是这样微小的偏差也可能开启时空之旅，并足以颠覆我们长期遵循的因果观念。现代物理学创立者爱因斯坦的相对论将光的速度定为极限状态——要是你能发送一条比光跑得更快的信息，那就好比“现在的你能发一封电报给过去的你。”

对此，CERN的理论物理学家阿尔瓦罗·狄魯朱拉(Alvaro DeRejula)认为，上述观点有些“令人哑然失色。”“如果这是真的，那么我们真的无法理解这一切的一切，”他补充说，“这一结果看上去太重大以致于不像是真的。正确的态度是问问自己是否会有错误。”

宣布这一结果的是瑞士伯尔尼大学物理学家安东尼奥·伊瑞迪塔陶(Antonio Ereditato)领导的OPERA团队，即利用乳胶寻迹设备开展中微子振荡实验项目。伊瑞迪塔陶理解狄魯朱拉博士以及其他对此表示震惊的人。他告诉BBC记者，经过多次内部讨论，OPERA将此结果公布于众的同时，便于获得更多同行的审议。 

“我希望由另一次独立的实验来获得相同的结果，”伊瑞迪塔陶博士告诉BBC，“那样我们才会更放心。”

需有非比寻常的证据

意大利格朗萨索地下实验室局部图

 

中微子是最不可思议的怪异的量子亚原子世界的娇客。它们一度被认为是无质量的以光速在运行，能顺利穿越墙壁，以及像风穿过纱门那样穿透行星。此外，中微子有三种类型，在旅行时它们能从一种类型转变为另一种，这正是OPERA实验设计检测的一种效应，即把处于一端的质子的10微秒脉冲与另一端中微子脉冲作对比。然而，狄魯朱拉指出，由于无法辨识是其中哪个质子产生的中微子，致使统计的不确定性。

埃利斯博士指出，2007年名为“主注入器中微子振荡搜寻”（MINOS）的实验团队曾报导过类似的实验，他们在伊利诺斯州费米实验室生成的中微子定向穿透地层，射向明尼苏达州的素丹矿井。该实验团队发现，虽然精度较低，但中微子速度堪比光速。

此外，1987年测量大麦哲伦星云中一颗超新星发射的中微子后，发现其速度与光有不到十亿分之一的差别。

夏威夷大学的中微子天文学家约翰·勒尼德(JohnLearned)说，如果OPERA研究人员的结果证实无误，它将是第一个标志，证实中微子能在空间通过额外的维度“抄近路”。费米实验室的乔·莱肯(Joe Lykken)说：“狭义相对论只能在平坦的空间里适用。如果存在一个扭曲的第五维，就有可能在空间的其他地方光速有所不同。”

对于上述这些离奇古怪或令人费解的推测是否正确，勒尼德博士认为，对于OPERA的结果将会安排一系列旨在证实或否认它的实验。“这是革命性的，需要作出令人信服的回应。”

[资料来源：The New York Times][责任编辑：则 鸣]