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7、中微子 的“超光速”欧洲核子研究中心2011年9月23 宣布，他们发现一些粒子可能以 快于光速的速度飞行，一口这一发现被验证为真，将颠覆支撑现代物理学的 爱因斯坦相对论整个实验工作的第一步始于欧洲核子研究中心内部一个充满氢气的 大罐了科学家们首先剥夺了氢原了的电了，使其成为一颗质了随后，这 些质子被一系列加速器接力加速，最后进入大型强子对撞机（LHC）设备内 部运行随后，一些质子被以10微秒的脉冲形式射向一个石墨靶标并产生 -•束介子脉冲这些介子很快衰变成中微子，并穿越地层抵达格兰萨索的探 测器在这里，OPERA,即采用乳胶径迹装置的（中微子）振荡项冃，所采 丿IJ的乳胶寻迹设备町以感知中微了的抵达根据现有理论，在从欧核中心飞抵OPERA设备的数亳秒间，其中一部分 中微子将发生振荡变形,从P中微子变为t中微子，而OPERA实验的“初衷” 正是对这种中微子振荡进行研究，试图追寻到T中微子的踪迹但出人意料 的是，科学家们发现，中微子比光“跑”得快测量中微了速度的难点在于如何精确地测量距离和时间在该研究中， 距离通过GPS （全球定位系统）测量得到，谋差为20厘米；时间通过GPS 和絶原子钟测量得到，精度是2. 3纳秒（一秒的10亿分之一）。

小微子实际 传播了 732公里，“旅行”吋间为0. 0024秒，计算结果表明，中微子的速度 是299798454米/秒，比真空中的光速299792458米/秒快5996米/秒这一结果震惊了欧核中心的科学家在仔细考虑了实验中其他各种因素 的影响之后，他们认定，实验结果经得起检验，于是决定将其公开，恳请全 球同行共同对实验结果进行验证其实，在科学史上，这并非科学家们首次观察到“中微子比光跑得快” 这一现彖此前，科学家们在1987年对SN1987A超新星进行的研究、费米 实验室进行的MTNOS （主注入式中微了振荡搜寻实验）等都表明，中微了似 乎比光跑得快但因为诸多原因，没有引发如此大的反响SN1987A是科学家们于1987年发现的第一颗超新星，距离地球16.83 万光年事实上，它是在公元前16.81万年左右爆发的，但它的光总到1987 年才抵达地球在SN1987A爆发的光线来到地球的3小时前，世界各地有3 台中微了探测器同时探测到一股中微了爆发，这似乎表明中微了比光快而在2007年美国费米实验室进行的MNOS高能物理实验中，物 理学家们让主注入器产生的中微子束穿过该实验室位丁伊利诺伊斯州的近 程探测装置，然后击中位于数仃英里外位于明尼苏达州的远程探测装置。

该实验当时得出的结论是：记录到中微子的运动速度超过光速但实验结 果的误差范围太大，因此并没冇引起多大注意1）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，科研人员在讣中微 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Z—秒），对此，研究者认为，这可能意味着这些中微了是以比光速快 60纳秒的速度运行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，意味着奠泄 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H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 研究所粒了束的发射方和接收方Z间冇着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 ” •微子束在两地Z间的地下管道中穿梭2）被观测到1.6万次“这个结果十分令人震惊，”该研究项H发言人艾瑞辿塔托说，“我 们在好几个刀中反复研究核对，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來验证。

中科院高能物理研究所所长陈和牛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，二是粒了束本身长度的准确性此次实验的研究者之一奥辿瑞说，“尽 管我们测最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屈米的不确定性对中微子束E行吋间通过高级 GPS系统和原子钟等精密设备测量，精确度小于10纳秒级别3) 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人， 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 惊喜艾瑞迪塔托说欧洲核子研究小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。

冇分析人士认 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”得比光快小科院高能物理研究所所长陈和牛说，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附录1:OPERA实验2011年11月18日公布了新的测量结果，消除了一个重要的误差来源，得到了打原测量一致的结果原来的结果公布示，测量的多个环节被质疑其中最可能出错的是拟合误差其发射的中微子束团长10500纳秒当探测到一个中微子的 时候，我们并不知道它是束团中的哪一个质了产生的，需要依靠时间结构 拟合来确定吋间差为了消除这个误差，OPERA实验重新进行了实验验证, 特地将每个中微了束团缩短到3纳秒，相隔524纳秒这样每个探测到的 中微了都能找到准确的发射时间新的实验11月6日结束，在十几天内共测到20个中微子，新的测量结果与原结果一•致，即中微子比光快60纳 秒，谋差为10纳秒原來的论文写好后，有15个作者拒绝签字经过新 的测量，以及对原来分析的重复检查，大部分人已同意签字附录2:本报讯 据英国《每H电讯报》2011年11M21 FI报道，來 自意大利格兰萨索国家实验宗的一个科研小组表示，他们独立地重复了今年 9刀份进行的OPERA实验，结果发现中微子在行进的过程中并无能量损失， 这表明，OPERA实验得出的结论——中微了的行进速度比光快是错误的。

9月23 R,进行OPERA实验的科学家们表示，中微子在从欧洲核子研 究中心前往意大利格兰萨索地下实验室的“旅行”中，竟然比光早到了 60 纳秒，实验误差约为10纳秒因此，OPERA团队的发现一经公布，就在科 学界引发广泛关注和讨论很多科学家质疑其正确性11月18 Fl （北京时间），该OPERA团队又发布消息称，他们进行了 更精确的重复实验，获得了同样的结果，再从确认中微了的运动速度超过了 光速现在，来自意人利格兰萨索国家实验室的另一个科研团队使用同样的 中微子束进行了名为ICARUS的实验在实验中,他们不仅测量了中微子从 欧核中心“旅行”到格兰萨索国家实验宗的吋间，还测量了这些中微子到达 格兰萨索国家实验室时所拥有的能量ICARUS团队研究人员认为，行进速 度即使只比光快一点点，都将导致粒了在整个“旅行”过程中失去大部分能 量但其计算结果表明，在“旅行”过程中，这些中微子具有数最准确的以 光速运行（一点都不多）的能量粒子，这表明中微子的能虽:没有损耗且其行 进速度不比光速快物理学家托马斯・多里格同时在欧洲核了研究中心和美国费米国家 实验室担任研究工作，他在一家科学网站上写道，ICARUS团队的论文“简 洁而明确”。

他表示：“ICARUS团队的研究证明，中微子的行进速度和光 速Z间的差显不可能如OPERA小组观察到的那样巨大，这种差界无疑婆比 OPERA小组宣称的数值至少小三个数虽级，儿乎接近零英国萨毘大学的 教授吉姆•卡利里说：“如果中微了的行进速度超过光速的话，它们会在行 进过程中不断失去自己的能量但最新实验结果表明，中微子的能量没有损 耗，因此，可以驳斥中微子超光速这一结论附录3：北京时间2刀23 口消息，据美国《科学》杂志报道，2011年 9月在意人利进行的OPERA实验宣称发现中微了速度超过光速然而，这一 “惊人发现”似乎因一个错谋导致，罪魁祸首可能是GPS装置与电脑之间 “接触不良”实验中，物理学家发现中微子从欧洲核子研究组织（CERN） 的实验室飞行到意人利拉奎拉附近格兰萨索国家实验室所用时间比光提前 了大约60毫微秒英他很多物理学家认为这一惊人发现因错误所致爱因 斯坦的狭义相对论认为，任何物质的速度都不对能超过光速，如果中微子的 速度确实超过光速，狭义相对论便彼推翻几十年來，科学家进行了很多次 实验，实验结果均支持狭义相对论据熟悉此项实验的消息人士透露，提前 60毫微秒似乎由连接GPS接收器（用于校正小微子飞行时间）的光缆与电脑 内电子卡之间出现。

新华网FI内瓦3月16日电（记者刘洋 杨京德）欧洲 核子研究中心16日公布最新测量结果显示，去年9刀“中微子振荡实验” 中，中微了运行速度并未超过光速，原测量结果存在误差欧洲核了研究中 心研究项目负责人塞尔吉奥・贝尔托卢奇通过公报向媒体证实，有证据显 示，相关实验结果受到了测量误差干扰贝尔托卢奇表示，欧洲核子研究中 心将继续与意大利格兰萨索国家实验宗合作，在今年5月进行新一轮“中微 子振荡实验”，以期给出准确答案去年9刀，意大利格兰萨索国家实验室 下属的一个名为“OPERA”的实验装置接收了來自欧洲核了研究中心的中微 子，两地相距730公里，中微子跑过这段距离的时间比光速还快了 60纳秒（1纳秒等于10亿分Z—秒）消息一出，立刻引起轰动然而，欧洲核 子研究中心2月23 H发布公报称，此询使用的中微子测速方法存在两处问 题，可能导致测量结果出现偏差附录4：吴岳良：研究超光速可能性要从本质入手诺贝尔物理学奖获得者卡罗・卢比亚在不久前的诺贝尔北京论坛上评 论说，中微子振荡实验（OPERA）很重耍，令科学家意外发现了中微子可以超 越光速，但他认为他们过早地发表了结來，应该进一步研究，考虑各种可能 性，更加认真地对待。

欧洲核子中心OPERA实验的研究人员B己也表示要继续研究系统误差, 这个实验出现的反常很可能是系统误差引起的，不排除用系统误差进行解 释而我耍讲的和强调的是：我们所有实验和理论研究都是朝着发现新现彖 和捉出新理论，超越爱因斯坦和前人研究成果这个冃标而努力的，爱因斯坦 木身就超越了牛顿我们知道，所有实验都是在一定条件下做的，当实验条 件和环境等改变以后，物理现象也可能就会随Z发牛变化，这是科学家们在 研究吋的重要出发点和探索目标众所周知，相对论和最子论是上壯纪建立的两个奠基性理论C爱因斯坦 的贡献除了狭义相对论外还有广义相对论狭义相对论实际上是纯运动学的 理论，广义相对论是动力学理论，回答粒子受力或物质之间有了相互作用以 后是怎么加速运动或改变运动状态的狭义相对论的运动学理论加上量子力 学，成功地建立了量子场论，并由此描述所有三种基本相互作用（即电磁和 互作用、弱相互作用和强相互作用）而建立起粒子物理标准模型参与电磁 相互作用而稳定存在的粒子有光子、电子和夸克，只参加弱相互作用而稳定 存在的粒子就是中微子,还有一•个稳定存在的粒子是由参加强相互作用的夸 克而形成的质子需要一提的是狭义相对论中用到的洛伦兹变换，它本身是 —•个数学上的处标变换，虽然其在爱因斯坦之前已经存在，但爱因斯坦的贡 献在丁•解释洛伦兹变换所隐含的物理含义。

爱因斯坦认识到洛伦兹变换不。