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用月球探測(cè)中微子
日前，歐洲科學(xué)家稱發(fā)現(xiàn)了超光速中微子（又叫“幽靈粒子”）：在同樣的時(shí)間內(nèi)，在長(zhǎng)達(dá)730公里的隧道里，中微子比光子多跑了18米，即每秒鐘比光速多“跑”6公里。愛因斯坦認(rèn)為，最快的速度是光速，沒(méi)有任何速度能超越光速，因此有了“相對(duì)論”。如果超越光速的物質(zhì)真的存在，人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)是否會(huì)顛覆？并實(shí)現(xiàn)“穿越”時(shí)空的夢(mèng)想呢？
A“幽靈粒子”速度超光速
幽靈粒子，是指中微子。中微子很神秘，一個(gè)小小的粒子，居然能穿過(guò)地球。說(shuō)它神秘，還因科學(xué)家猜想，宇宙中的中微子，像一個(gè)幽靈在飄蕩，怎么也捉不到它。甚至，每天可能有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的幽靈粒子穿過(guò)我們的身體，但我們根本感覺不到它。
如今，神秘的中微子終于在地下1400米深的實(shí)驗(yàn)室里露面了?？茖W(xué)家們捕捉到了它，而且發(fā)現(xiàn)了它的“超光速”。但是，需要說(shuō)明的是，被捉住的幽靈粒子還太少太少。
那么，為什么它難以捕捉呢？有人說(shuō)，中微子的質(zhì)量是零，因?yàn)闆](méi)有質(zhì)量，中微子才能在真空中以超光速運(yùn)動(dòng)。
日前，《自然》雜志網(wǎng)站宣布，意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室“奧佩拉”項(xiàng)目研究人員使用一套裝置，接收到730公里外、設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心發(fā)射的中微子束，并發(fā)現(xiàn)中微子比光子提前60納秒（1納秒等于十億分之一秒）到達(dá)，即每秒鐘多“跑”6公里。
據(jù)實(shí)驗(yàn)室方介紹，接收中微子束的裝備上，配置了復(fù)雜的電子和照相器材，重1800噸，埋在格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室地下1400米深處。3年來(lái)，“奧佩拉”的研究人員記錄了大約1.6萬(wàn)個(gè)從歐洲核子研究中心發(fā)射的、穿透地層的中微子束。
瑞士伯爾尼大學(xué)物理學(xué)家安東尼奧·伊拉蒂塔是“奧佩拉”項(xiàng)目發(fā)言人，他說(shuō)：“這是一個(gè)直接的物理測(cè)量。我們通過(guò)測(cè)量距離和時(shí)間，再將兩者相除得到速度，就像你在高中學(xué)到的那樣?！?br>
隨后，伊拉蒂塔補(bǔ)充說(shuō)，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(nèi)，測(cè)速精度為10納秒以內(nèi)。
B 不少科學(xué)家態(tài)度很謹(jǐn)慎
針對(duì)“奧佩拉”項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)結(jié)果，全球不少科學(xué)家都持謹(jǐn)慎懷疑態(tài)度，聲言需進(jìn)行更多實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。
霍金說(shuō)：“目前，對(duì)中微子發(fā)表評(píng)論還言之過(guò)早，必須進(jìn)行更多實(shí)驗(yàn)及澄清工作?！被艚鹗钱?dāng)代享有國(guó)際盛譽(yù)的廣義相對(duì)論和宇宙論家。1988年，他撰寫了《時(shí)間簡(jiǎn)史》，出版后轟動(dòng)至今。澳洲物理學(xué)家科斯特拉也說(shuō)，意大利的“奧佩拉”實(shí)驗(yàn)室可能在計(jì)算上出錯(cuò)。
實(shí)驗(yàn)室方的安東尼奧9月26日特意對(duì)記者表示，對(duì)于可能算錯(cuò)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)同樣考慮過(guò)，并對(duì)此進(jìn)行了反復(fù)的檢查，包括能夠想到的各種客觀因素。安東尼奧表示，他們?cè)谌甑臅r(shí)間中總共進(jìn)行了1.5萬(wàn)次中微子發(fā)射，每一次的結(jié)果都指向同一事實(shí)。
C “穿越”還只是理論
南京大學(xué)核物理學(xué)專家宗紅石教授表示，不太相信超光速的中微子存在?！叭绻馑僦形⒆诱娴拇嬖?，那么整個(gè)現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)就會(huì)發(fā)生動(dòng)搖。愛因斯坦的相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)理論之一，認(rèn)為任何物質(zhì)在真空中的速度都無(wú)法超過(guò)光速，這也是人們理解空間與時(shí)間的理論依據(jù)。如果連這個(gè)基礎(chǔ)動(dòng)搖了，就說(shuō)明我們現(xiàn)在的很多理論都站不住腳，但實(shí)際上現(xiàn)在的很多理論已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是正確的。”
宗紅石認(rèn)為，“奧佩拉”項(xiàng)目研究成果太大膽了，簡(jiǎn)直匪夷所思?！爸拔锢韺W(xué)界也屢次有人推翻前人的結(jié)論，但后來(lái)都被證明是錯(cuò)誤的，最后不了了之，這次的研究成果還有待檢驗(yàn)?！?br>
如果超光速中微子真的存在，將會(huì)出現(xiàn)一系列讓人無(wú)法接受的現(xiàn)實(shí)。“比如因果論也是現(xiàn)代物理學(xué)的基本立足體系，即首先有原因才會(huì)有結(jié)果。超光速中微子如果存在，這一理論也將被顛覆。簡(jiǎn)單地說(shuō)，也就是我們所熟知的由因到果的次序都將顛倒，可能有了果再有因?！弊诩t石舉了個(gè)形象的例子來(lái)說(shuō)明：“比如炮彈，是先打出去，然后落到對(duì)方陣地爆炸；因果論被顛覆后，我們看到的將是炮彈已經(jīng)爆炸，卻還沒(méi)從大炮上被打出去呢?！比绻@一切是真的，是否意味著我們真的可以“穿越”時(shí)空？是否人人都可以走進(jìn)“時(shí)光隧道”？
紫金山天文臺(tái)王思潮研究員說(shuō)，所謂中微子比光子每秒鐘多“跑”6公里，就是光速要走5萬(wàn)多天，而中微子可以比光少走一天。
如果真是這樣，是否意味著電影、電視里常見的“穿越”情節(jié)可以發(fā)生在我們普通人身上？王思潮說(shuō)，如果其試驗(yàn)數(shù)據(jù)正確，從理論上講“穿越”是可能的，但是難度很大?！半m然單看每秒多跑6公里這個(gè)數(shù)字很多，但其實(shí)差距并不明顯。5萬(wàn)多天相當(dāng)于100多年，而"幽靈粒子"只比光速少跑一天，可見差距非常微小。所以想要任意在時(shí)光隧道上"穿越"，很難實(shí)現(xiàn)?！蓖跛汲闭f(shuō)，即使中微子真的超過(guò)光速，只能說(shuō)明原來(lái)關(guān)于光速的基本原理被打破，但并不意味著新理論一定能給人類帶來(lái)制造時(shí)間機(jī)器的方法。
D 若“幽靈粒子”真的存在會(huì)怎樣
盡管全球科學(xué)家普遍采取謹(jǐn)慎態(tài)度，但沒(méi)人完全否認(rèn)超光速中微子存在的可能性。如果超光速中微子真的存在，那么愛因斯坦的經(jīng)典理論相對(duì)論將被改寫。
相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)理論之一，認(rèn)為任何物質(zhì)在真空中的速度無(wú)法超過(guò)光速，這是人們理解空間與時(shí)間的理論依據(jù)。根據(jù)愛因斯坦的理論，當(dāng)人們以超過(guò)光速的速度旅行，就可以穿越時(shí)空。
這種神奇的實(shí)驗(yàn)，我們國(guó)家可以進(jìn)行嗎？對(duì)此，中科院高能物理所研究員、中微子研究專家曹俊給出答案：在中國(guó)沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)。
他說(shuō)，重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要大的質(zhì)子加速器，但我國(guó)現(xiàn)在沒(méi)有這么大的質(zhì)子加速器?！笆紫仁呛苜F，幾十億到幾百億的造價(jià)，然后建好一個(gè)實(shí)驗(yàn)室一般需要10年時(shí)間。”曹俊解釋。
對(duì)于發(fā)現(xiàn)這一神奇現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)室，曹俊介紹，意大利的這個(gè)實(shí)驗(yàn)室做的是一個(gè)非常著名的試驗(yàn)，由200多名出色的科學(xué)家完成，肯定也是經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲驗(yàn)證?！皯{空猜測(cè)他們哪里做錯(cuò)了，肯定是更不靠譜的，但也有可能什么地方他們沒(méi)有想到，他們出錯(cuò)的概率要比相對(duì)論出錯(cuò)的概率大?；蛘咧形⒆佑惺裁刺厥獾男再|(zhì)，但不能簡(jiǎn)單猜測(cè)，下一步最重要的是重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?！彼麖?qiáng)調(diào)說(shuō)。
作者：揚(yáng)子
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