定義
超光速中微子，顧名思義，是超光速的中微子。該種中微子於2011年9月24日被發現。若再次被證實，現代物理學可能將被推覆。 |
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驚天發現
圖例超光速中微子2011年9月24日，歐洲核子研究中心公布了一份研究結果，科研人員在讓中微子進行近光速運動時，其到達時間比預計的早了60納秒（1納秒等於十億分之一秒），對此，研究者認為，這可能意味著這些中微子是以比光速快的速度運行。根據愛因斯坦狹義相對論，光速是宇宙速度的極限，沒有任何物質可以超越光速。如果此次研究結果被驗證為真，意味著奠定了現代物理學的基礎將遭到嚴重挑戰。
此次研究的中微子束源自位於日內瓦的歐洲核子研究中心，接收方則是義大利羅馬附近的義大利國立核物理研究所。粒子束的發射方和接收方之間有著730公里的距離，研究者讓粒子束以近光速運行，並通過其最後運行的時間和距離來判斷中微子的速度。中微子束在兩地之間的地下管道中穿梭。
挑戰經典
相對論是現代物理學基礎理論之一，認為任何物質在真空中的速度無法超過光速。這一最新發現可能推翻愛因斯坦的經典理論。歐洲核子研究中心理論物理學家約翰·埃利斯評價：“如果這一結果是事實，那的確非同凡響。”
法國物理學家皮埃爾·比內特呂告訴法國媒體，這是“革命性”發現，一旦獲得證實，“廣義相對論和狹義相對論都將打上問號”。他沒有參與這一項目，然而查閱過實驗數據。
比內特呂說，這項實驗中，中微子穿過各類物質，包括地殼，“這也許會減慢它們的速度，但絕不會增加它們的速度，讓它們超過光速”。
實驗經過
研究所在地“這個結果十分令人震驚，”該研究項目發言人艾瑞迪塔托說，“我們在好幾個月中反覆研究核對，並仔細考慮了實驗中其他各種因素的影響。”艾瑞迪塔托說，科研人員反覆觀測到這個現象達1.6萬次。“這是很令人感興趣的結果，但它科學上的準確性，還要更多的實驗才能來驗證。”中科院高能物理研究所所長陳和生對本報記者說。他表示，目前物理學界也出現了一些對該實驗結果的不同意見，一是懷疑粒子束飛行距離的準確性，二是粒子束本身長度的準確性。此次實驗的研究者之一奧迪瑞說，“儘管我們測量的系統不確定性很低，統計數據準確性也很高，但我們還是希望能與其他實驗做對比。”
根據研究者的聲明，中微子束的發射地到接收地之間的距離，存在著20厘米的不確定性。對中微子束飛行時間通過高級GPS系統和原子鐘等精密設備測量，精確度小於10納秒級別。
發現意義
歐洲核子研究中心在一份聲明中表示，這個結果的潛在影響巨大，急需其他實驗的獨立測量進行重複實驗，接受更廣泛、更嚴謹的考驗，這才能最終驗證或反駁是否真的存在超光速粒子。目前，研究中心已將此實驗論文上傳到公開網站上，並對全球物理學並對全球物理學界進行線上說明。歐洲核子研究中心研究主任貝托魯奇說，如果這個研究被驗證，將改變人類的物理觀。物理學家們認為，一旦這些粒子確實被證實跑過了光速，將徹底改變人類對整個宇宙存在的看法，甚至改變人類存在的模式。有分析人士認為，可能宇宙中的確還存在其他未知維度，中微子抄了其他維度的“近路”，才“跑”得比光快。
有待檢驗
這不是愛因斯坦的光速理論首次遭遇挑戰。2007年，美國費米國家實驗室研究人員取得類似實驗結果，但對實驗的精確性存疑。愛因斯坦“奧佩拉”項目發言人伊拉蒂塔托說，項目組充分相信實驗結果，繼而公開發表。“我們對實驗結果非常有信心。我們一遍又一遍檢查測量中所有可能出錯的地方，卻什麼也沒有發現。我們想請同行們獨立核查。”這一項目使用一套複雜的電子和照相裝置，重1800噸，位於格蘭薩索國家實驗室地下1400米深處。
項目研究人員說，這套接收裝置與歐洲核子研究中心之間的距離精度為20厘米以內，測速精度為10納秒以內。過去兩年，他們觀測到超過1.6萬次“超光速”現象。依據這些數據，他們認定，實驗結果達到六西格瑪或六標準差，即確定正確。
歐洲核子研究中心物理學家埃利斯對這一結果仍心存疑慮。科學家先前研究1987A超新星發出的中微子脈衝。如果最新觀測結果適用於所有中微子，這顆超新星發出的中微子應比它發出的光提前數年到達地球。然而，觀測顯示，這些中微子僅早到數小時。“這難以符合‘歐佩拉’項目觀測結果，”埃利斯說。
美國費米實驗室中微子項目專家阿爾方斯·韋伯認為，“歐佩拉”實驗“仍存在測量誤差可能”。費米實驗室女發言人珍妮·托馬斯說，“歐佩拉”項目結果公布前，費米實驗室研究人員就打算繼續做更多精確實驗，可能今後一年或兩年開始。
伊拉蒂塔托歡迎同行對實驗數據提出懷疑，同樣態度謹慎。他告訴路透社記者：“這一發現如此讓人吃驚，以至於眼下所有人都需要非常慎重。”
就韋伯而言，即使實驗結果獲得確認，相對論“仍是優秀理論”，只不過“需要做一些擴充或修正”。他說，艾薩克·牛頓的重力理論不完美，但並不妨礙人類藉助它飛向太空。
