中微子真是跑过光速的黑马国内权威物理学家在本报举办的研讨会上解疑释惑

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中微子真是跑过光速的黑马?国内权威物理学家在本报举办的研讨会上解疑释惑

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来源:《科技传播》2011年第21

物质超过光速意味着什么?鉴于现有物理定律的约束,一旦物质超过光速的现象得到证实,那么,狭义相对论乃至现代物理学体系都将面临修正及扩充,亦由此改变人类对宇宙的认知。这就是何以一条中微子超光速的消息,会迅速引起科学界和社会公众广泛关注的原因。 需审慎对待中微子超光速

发布中微子超光速消息的机构是欧洲核子物理研究中心(CERN)与大型中微子震荡实验(OPERA)项目组。实验发现,位于日内瓦边境的CERN发射出的中微子束,翻山越岭来到730公里外的意大利,而它们的行进速度竟比光快了60纳秒。

消息公布后,国内外物理学界对该结果颇多争议——这两大实验机构自有其权威严谨的口碑,但他们的实验过程与手法亦存在普遍受质疑之处。

对于普遍最纠结的超光速的可能性问题,清华大学高能物理研究中心和工程物理系教授何红建在发言中指出:如果超光速是真的,标准模型的另一个基本对称性——时空对称性(洛伦兹对称性)就会被破坏。那么洛伦兹对称性破坏预期的能量尺度究竟在哪里?标准模型自身也无法提供这样一个尺度。这样一来,洛伦兹破坏效应就只能受到普朗克尺度的压低。而对于OPERA实验来说,压低因子就小到10-18量级,远远小于OPERA实验声称的10-5级的超光速效应。虽然我们不敢说10-5量级的洛伦兹破坏效应绝对不会发生,但可以肯定,其发生的可能性非常小。因此,如果OPERA结果没有得到其他实验的独立验证,理论家们绝对不会感到任何意外。

中科院高能物理所研究员张新民的观点则是,中微子超光速的结果让物理学界许多人都持怀疑的态度。但需注意的是,OPERA实验组的人员也是优秀的中微子专家,对于流传的各种漏洞、误差,很可能已都在他们的计算范围之内。除非这其中有些现阶段还有未被人知的误差情况存在。因而到目前为止,还只能说实验结果遭受质疑,却不能定论说完全错了,这需要进一步的实验来检验。

对于种种学术研究上的疑惑,中科院理论物理所吴岳良院士在发言中总结说,探求超光速事件的可能性,需有突破性的新想法。虽然,由目前的相互作用和基本粒子而建立的粒子物理标准模型无法解释中微子的超光速现象,但有没有新的相互作用和新的物态?特别是与中微子之间的特殊相互作用,而不是与其他物质?况且,从某种意义上来讲,我们所有的研究一直是在挑战能不能超越爱因斯坦、超越现有理论。就好比今年的诺贝尔奖颁给了宇宙加速膨胀


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