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計量論壇

標題: 物理學家解釋超光速中微子:或因衛星測量誤差 [打印本頁]

作者: 上帝 時間: 2011-10-18 11:50
標題: 物理學家解釋超光速中微子:或因衛星測量誤差

物理學家解釋超光速中微子:衛星或致64納秒誤差

　　新浪科技訊北京時間10月18日消息，超光速中微子存在意味著愛因斯坦的推測是錯誤的。至少自從科研人員在意大利通過OPERA試驗提出中微子比我們認為的早到60納秒后，這就一直是一些非常受歡迎的新聞媒體喜歡談論的話題。對這一異常結果非常感興趣的科學家從此開始尋找更準確的答案。該消息宣布3周后，arxiv網站的預印版上粘貼出80多種解釋。雖然一些人提出新物理學的可能性，例如中微子在額外維中穿行，或者特定能量的中微子的運行速度比光更快，但是很多人為這項試驗提出創新性更少的解釋。
　　有關超光速的解釋，最早出現的一個反對理由來自于一項天體物理學研究。1987年，一顆強大的超新星產生的大量光和中微子涌向地球。雖然中微子探測器觀察到這種微粒比光早到大約3小時，但是很有可能是這種超輕粒子先開始向地球方向飛來。中微子很難與物質產生互動，它相對比較容易從爆炸的恒星核里逃逸出來，而光子會被多種元素吸收并重新發射出來，它從恒星核里逃逸出來需要更長時間。如果OPERA試驗得出的結果與觀測結果一樣，科學家認為中微子應該比光早到超過4年時間。
　　其他科學家已經把這一超光速結果應用到采用標準物理模型的任務中，這種模型用來描述所有亞原子粒子以及它們之間的互動。據標準物理模型顯示，能量足夠高的中微子應該能夠通過被稱作科恩-格拉肖噴射(Cohen-Glashow emission)的過程產生虛擬電子對。正如諾貝爾獎得主格拉肖和他的同事們在一篇論文里的解釋，這些噴射物將會逐漸耗盡超光速中微子產生的能量，導致它們的運行速度放慢下來。
　　理論物理學家馬特-施特拉斯勒也在他的博客上說，標準物理模型的特性表明，要讓中微子的運行速度比光快，電子也要這樣。但是如果電子中微子以OPERA試驗提出的速度運行，那么電子至少也應該比光速快十億分之一。很多試驗已經確定電子的理論極限，這很好地排除了上述假設。OPERA科研組利用GPS衛星精確測量探測器與歐洲粒子物理研究所的粒子束之間的730公里的距離，該研究所正是產生中微子的地方。然而根據狹義相對論，如果兩名觀察員向彼此靠近，將會得出略微不同的結論。
　　由于衛星是在圍繞地球運行，中微子源和探測器的位置會不斷發生變化。據該論文說，衛星運動會導致64納秒的誤差，幾乎與OPERA科研組的觀察結果接近。最終，物理學界還需要花費大量時間，并獲得大量學術知識，才能為該科研組得出的結果提供真正的解釋。在此之前，激烈的爭論可能會一直持續下去。(秋凌)

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