2011年度科技争议:中微子真能超过光速?

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  速度=距离/时间,2011年欧洲科学家的一场实验原理如此简单,但却在全世界引起了轩然大波和极大质疑:穿越时空真的能成为现实吗?
  2011年9月,欧洲格兰·萨索奥普拉实验项目(以下简称“Opera”)的科学家宣布:他们测量了从位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心发出的,历经730公里飞行后成功抵达位于意大利格兰·萨索附近地下实验室的粒子束,测量结果显示,中微子所用的时间比光子少了60纳秒。科学家指出,一旦“中微子速度超过了光速”的测试结果得到证实,一直被学术界奉为理论基石的爱因斯坦相对论——“光速不可超越”经典将被改写,时间旅行也将成为可能。
  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,中微子之所以比光子的运行时间少了60纳秒,甚至仅是光速的百万分之二十,但若换算成距离,则只有短短18米。但恰恰就是这短短的18米,却让科学家们大为头疼。
  “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·比内特吕如是评价道。“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则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,如同相对论在极端情况下修改牛顿理论,且超光速被证实确实存着,那么相对论也将被迫修改。但因中微子不会与普通物质发生反应,所以人类要实现“时光旅行”的梦想,还将有很长一段路要走。
  统计方法出错?
  中微子超光速结论之所以能在世界范围内引起轩然大波。究其原因,是因为Opera内部一些科学家纷纷拒绝在Opera文章上签名。为此,Opera研究人员不得不重新进行了一次实验,最终,实验结果确认了此前的结论,但与之相关的质疑声却从未停止。据了解,在Opera实验结果发表后,质疑的声音此起彼伏,其中最有名的当属诺贝尔奖获得者格拉肖与合作者安德鲁·科恩的观点,他们认为,如果中微子真的超光速,将会导致辐射损失能量,而Opera实验也将无法取得现实中的中微子能谱,因为按照规律,高能的中微子都应该变成低能的,由此可推断Opera实验结论自相矛盾。
  亦有科学家拿出此前的研究数据来反驳Opera实验结论。例如有科学家指出,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;但若按照Opera实验中“中微子超过光速”的实验结论,那么中微子应该比光早到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的运动情况;此外,因时间是通过GPS和原子钟对时的,所以实验出错的可能性不会很大。
  而真正被许多科学家质疑的,正是复杂的统计方法,虽然人们还不能确定实验中是否存在某些被忽略的因素,但Opera实验却可以证实,此实验的可信度达到了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,孤立的科学实验并不能最终成立。由此,目前已有越来越多的科学家参与到中微子超光速的实验中来。Opera项目负责人也表示,Opera将在2012年继续增加实验次数以最大限度地提高实验的精度。
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