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引用 【引用】科学家发现超光速粒子 或颠覆爱因斯坦狭义相对论   

2011-09-24 10:35:18|  分类: 天下奇观 |  标签: |举报 |字号 订阅

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欧洲研究人员发现,一些中微子能够以超过光速60纳秒的速度运行,如果这一发现被多方证实,将推翻爱因斯坦的相对论。新京报制图/帅春雷

欧洲核子研究中心外景。

欧洲核子研究中心23日宣布,他们发现一些粒子可能以快于光速的速度飞行,一旦这一发现被验证为真,将颠覆支撑现代物理学的爱因斯坦相对论。

相对论称光速最快

当天,欧洲核子研究中心公布了一份研究结果,科研人员在让中微子进行近光速运动时,其到达时间比预计的早了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒),对此,研究者认为,这可能意味着这些中微子是以比光速快60纳秒的速度运行。

科学家发现超光速粒子 或颠覆爱因斯坦狭义相对论 - 雪山 - .

 根据爱因斯坦狭义相对论,光速是宇宙速度的极限,没有任何物质可以超越光速。如果此次研究结果被验证为真,意味着奠定了现代物理学的基础将遭到严重挑战。

此次研究的中微子束源自位于日内瓦的欧洲核子研究中心,接收方则是意大利罗马附近的意大利国立核物理研究所。粒子束的发射方和接收方之间有着730公里的距离,研究者让粒子束以近光速运行,并通过其最后运行的时间和距离来判断中微子的速度。中微子束在两地之间的地下管道中穿梭。

被观测到1.6万次

“这个结果十分令人震惊,”该研究项目发言人艾瑞迪塔托说,“我们在好几个月中反复研究核对,并仔细考虑了实验中其他各种因素的影响。”艾瑞迪塔托说,科研人员反复观测到这个现象达1.6万次。

“这是很令人感兴趣的结果,但它科学上的准确性,还要更多的实验才能来验证。”中科院高能物理研究所所长陈和生对本报记者说。他表示,目前物理学界也出现了一些对该实验结果的不同意见,一是怀疑粒子束飞行距离的准确性,二是粒子束本身长度的准确性。

此次实验的研究者之一奥迪瑞说,“尽管我们测量的系统不确定性很低,统计数据准确性也很高,但我们还是希望能与其他实验做对比。”

根据研究者的声明,中微子束的发射地到接收地之间的距离,存在着20厘米的不确定性。对中微子束飞行时间通过高级GPS系统和原子钟等精密设备测量,精确度小于10纳秒级别。

新发现潜在影响巨大

欧洲核子研究中心在一份声明中表示,这个结果的潜在影响巨大,急需其他实验的独立测量进行重复实验,接受更广泛、更严谨的考验,这才能最终验证或反驳是否真的存在超光速粒子。目前,研究中心已将此实验论文上传到公开网站上,并对全球物理学界进行在线说明。

“(研究)对科学产生的潜在影响实在太大了,我们无法立刻就给出结论,或做出物理解释。我的第一反应是,中微子实在太神秘,让我们惊喜。”艾瑞迪塔托说。

■ 影响

新发现或改变人类宇宙观

欧洲核子研究中心研究主任贝托鲁奇说,如果这个研究被验证,将改变人类的物理观。

物理学家们认为,一旦这些粒子确实被证实跑过了光速,将彻底改变人类对整个宇宙存在的看法,甚至改变人类存在的模式。有分析人士认为,可能宇宙中的确还存在其他未知维度,中微子抄了其他维度的“近路”,才“跑”得比光快。

中科院高能物理研究所所长陈和生说,希望研究方能够提供更多实验细节,也希望能看到其他的重复实验,“现在说爱因斯坦相对论受到挑战还太早。”

■ 名词

中微子:宇宙隐身人

中微子是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,中微子质量非常轻,小于电子的百万分之一。

中微子具有最强的穿透力。穿越地球直径那么厚的物质,在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此,中微子也被称为宇宙间的“隐身人”。中微子在发射后不断衰变,质量变得非常小,它是唯一在理论上可以以光速运行的粒子。

在电影《2012》中,中微子正是主角之一。在电影中,太阳活动突然加剧,释放出大量中微子。中微子穿过地表,和地核发生反应,并将后者加热并熔化。带来剧烈地震和火山爆发,最终引发超级大海啸。(金煜)

A meeting at Cern, the world's largest physics lab, has addressed results that suggest subatomic particles have gone faster than the speed of light.

The team presented its work so other scientists can determine if the approach contains any mistakes.

If it does not, one of the pillars of modern science will come tumbling down.

Antonio Ereditato added "words of caution" to his Cern presentation because of the "potentially great impact on physics" of the result.

The speed of light is widely held to be the Universe's ultimate speed limit, and much of modern physics - as laid out in part by Albert Einstein in his theory of special relativity - depends on the idea that nothing can exceed it.

科学家发现超光速粒子 或颠覆爱因斯坦狭义相对论 - 雪山 - .

Enormous underground detectors are needed to catch neutrinos, that are so elusive as to be dubbed "ghost particles"

 Thousands of experiments have been undertaken to measure it ever more precisely, and no result has ever spotted a particle breaking the limit.

"We tried to find all possible explanations for this," the report's author Antonio Ereditato of the Opera collaboration told BBC News on Thursday evening.

"We wanted to find a mistake - trivial mistakes, more complicated mistakes, or nasty effects - and we didn't.

"When you don't find anything, then you say 'well, now I'm forced to go out and ask the community to scrutinise this'."

Friday's meeting was designed to begin this process, with hopes that other scientists will find inconsistencies in the measurements and, hopefully, repeat the experiment elsewhere.

"Despite the large [statistical] significance of this measurement that you have seen and the stability of the analysis, since it has a potentially great impact on physics, this motivates the continuation of our studies in order to find still-unknown systematic effects," Dr Ereditato told the meeting.

"We look forward to independent measurement from other experiments."

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