2011年度科技爭(zhēng)議:中微子真能超過光速?

速度=距離／時(shí)間，2011年歐洲科學(xué)家的一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)原理如此簡(jiǎn)單，但卻在全世界引起了軒然大波和極大質(zhì)疑：穿越時(shí)空真的能成為現(xiàn)實(shí)嗎?

2011年9月，歐洲格蘭·薩索奧普拉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“Opera”)的科學(xué)家宣布：他們測(cè)量了從位于瑞士日內(nèi)瓦附近的歐洲核子研究中心發(fā)出的，歷經(jīng)730公里飛行后成功抵達(dá)位于意大利格蘭·薩索附近地下實(shí)驗(yàn)室的粒子束，測(cè)量結(jié)果顯示，中微子所用的時(shí)間比光子少了60納秒?？茖W(xué)家指出，一旦“中微子速度超過了光速”的測(cè)試結(jié)果得到證實(shí)，一直被學(xué)術(shù)界奉為理論基石的愛因斯坦相對(duì)論——“光速不可超越”經(jīng)典將被改寫，時(shí)間旅行也將成為可能。

挑戰(zhàn)相對(duì)論

實(shí)際上，中微子的領(lǐng)先距離非常之短。在730公里的實(shí)驗(yàn)距離內(nèi)，中微子之所以比光子的運(yùn)行時(shí)間少了60納秒，甚至僅是光速的百萬分之二十，但若換算成距離，則只有短短18米。但恰恰就是這短短的18米，卻讓科學(xué)家們大為頭疼。

“廣義相對(duì)論和狹義相對(duì)論都將打上問號(hào)”，法國(guó)物理學(xué)家皮埃爾·比內(nèi)特呂如是評(píng)價(jià)道?！耙坏?shí)驗(yàn)結(jié)果被證實(shí)，那么超光速現(xiàn)象對(duì)整個(gè)現(xiàn)代科學(xué)體系的沖擊將是史無前例的?！?/p>

而更加挑起人們神經(jīng)的則是關(guān)于時(shí)空穿越的話題。中科院理論物理研究所研究員李淼表示，如同相對(duì)論在極端情況下修改牛頓理論，且超光速被證實(shí)確實(shí)存著，那么相對(duì)論也將被迫修改。但因中微子不會(huì)與普通物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以人類要實(shí)現(xiàn)“時(shí)光旅行”的夢(mèng)想，還將有很長(zhǎng)一段路要走。

統(tǒng)計(jì)方法出錯(cuò)?

中微子超光速結(jié)論之所以能在世界范圍內(nèi)引起軒然大波。究其原因，是因?yàn)镺pera內(nèi)部一些科學(xué)家紛紛拒絕在Opera文章上簽名。為此，Opera研究人員不得不重新進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，最終，實(shí)驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)了此前的結(jié)論，但與之相關(guān)的質(zhì)疑聲卻從未停止。據(jù)了解，在Opera實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表后，質(zhì)疑的聲音此起彼伏，其中最有名的當(dāng)屬諾貝爾獎(jiǎng)獲得者格拉肖與合作者安德魯·科恩的觀點(diǎn)，他們認(rèn)為，如果中微子真的超光速，將會(huì)導(dǎo)致輻射損失能量，而Opera實(shí)驗(yàn)也將無法取得現(xiàn)實(shí)中的中微子能譜，因?yàn)榘凑找?guī)律，高能的中微子都應(yīng)該變成低能的，由此可推斷Opera實(shí)驗(yàn)結(jié)論自相矛盾。

亦有科學(xué)家拿出此前的研究數(shù)據(jù)來反駁Opera實(shí)驗(yàn)結(jié)論。例如有科學(xué)家指出，1987年超新星爆炸的測(cè)量顯示，中微子比光早到地球半個(gè)小時(shí)；但若按照Opera實(shí)驗(yàn)中“中微子超過光速”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，那么中微子應(yīng)該比光早到4年。

中科院高能物理所研究員曹俊認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)的距離測(cè)量是可信的，甚至考慮了大陸板塊的運(yùn)動(dòng)情況；此外，因時(shí)間是通過GPS和原子鐘對(duì)時(shí)的，所以實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)的可能性不會(huì)很大。

而真正被許多科學(xué)家質(zhì)疑的，正是復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)方法，雖然人們還不能確定實(shí)驗(yàn)中是否存在某些被忽略的因素，但Opera實(shí)驗(yàn)卻可以證實(shí)，此實(shí)驗(yàn)的可信度達(dá)到了6個(gè)西格瑪，即99.9999998％的可能是真的，只有1／10億的可能是錯(cuò)的。

按照科學(xué)慣例，孤立的科學(xué)實(shí)驗(yàn)并不能最終成立。由此，目前已有越來越多的科學(xué)家參與到中微子超光速的實(shí)驗(yàn)中來。Opera項(xiàng)目負(fù)責(zé)人也表示，Opera將在2012年繼續(xù)增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)以最大限度地提高實(shí)驗(yàn)的精度。