歐核中心“中微子超光速實(shí)驗(yàn)”很可能錯(cuò)了
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- 時(shí)間:2011/10/14 9:40:01 來源:騰訊科技
[導(dǎo)讀]亞利桑那州立大學(xué)宇宙學(xué)家與費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家認(rèn)為中微子超光速實(shí)驗(yàn)中存在納秒級誤差，以及一些未被發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤方法。
騰訊科技訊（Everett/ 編譯）據(jù)國外媒體報(bào)道，空間旅行速度超過光速，根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，這是不可能的。不論是上個(gè)月歐洲發(fā)現(xiàn)超光速運(yùn)行的粒子，還是現(xiàn)在，狹義相對論都被認(rèn)為是有效的。然而，物理學(xué)的確存在著某種革命性的力量，最近鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的中微子超光速現(xiàn)象讓許多專家和公眾感到多么的不可思議，盡管歐洲核子研究中心實(shí)驗(yàn)結(jié)論的事實(shí)是難以被忽視的，但中微子能完成如此壯舉還是被認(rèn)為是不可能事件。而在歐洲核子研究中心的另一項(xiàng)對撞實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家推測可能產(chǎn)生“時(shí)間旅行”行為的希格斯子。
歐洲核子研究中心中微子實(shí)驗(yàn)的地下結(jié)構(gòu)示意圖
如果中微子確實(shí)發(fā)生了超光速行為，這結(jié)果將是非常令人興奮的，但遺憾的是，歐洲核子研究中心似乎并沒有對中微子測速儀進(jìn)行設(shè)置。亞利桑那州立大學(xué)宇宙學(xué)家、起源項(xiàng)目主任勞倫斯M. 克勞斯（Lawrence M.Krauss）認(rèn)為：歐洲核子研究中心進(jìn)行的中微子振蕩（感光）跟蹤（儀）實(shí)驗(yàn)中得出的中微子超光速行為，幾乎可以肯定是錯(cuò)誤的。對此，美國國家費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家約瑟夫（Joseph Lykken）也認(rèn)為該結(jié)果的測量過程中存在混亂。
這些混亂主要體現(xiàn)在當(dāng)產(chǎn)生質(zhì)子束時(shí)，歐洲核子研究中心的科學(xué)家并不知道哪些質(zhì)子產(chǎn)生了中微子，也就是說質(zhì)子與其產(chǎn)生的中微子存在是否一一對應(yīng)的問題，所以我們很難準(zhǔn)確的知道，哪些中微子是先產(chǎn)生，哪些中微子被探測器截獲，因而，由此計(jì)算出來的中微子運(yùn)行時(shí)間就存在誤差。克勞斯認(rèn)為其結(jié)果更可能是一個(gè)系統(tǒng)誤差。
雖然中微子由超級質(zhì)子同步加速器（SPS）質(zhì)子束產(chǎn)生，并運(yùn)行至730公里之外位于意大利中部的格蘭薩索（Gran Sasso）國家實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)中微子震蕩跟蹤儀探測器探測到中微子時(shí)，這個(gè)過程中已經(jīng)隱藏了一些還未被證明是錯(cuò)誤的方法，其中測速儀設(shè)置只是一個(gè)原因，而不是簡單地從該實(shí)驗(yàn)結(jié)論中就認(rèn)為我們的宇宙存在未曾發(fā)現(xiàn)的性質(zhì)。宇宙學(xué)家克勞斯和物理學(xué)家約瑟夫都認(rèn)為歐洲核子研究中心實(shí)驗(yàn)方法“凌亂”，中微子與光速之間可能存在60納秒的誤差范圍。
如此看來，對中微子超光速行為進(jìn)行發(fā)布為時(shí)過早，尤其是中微子振蕩（感光）跟蹤（儀）實(shí)驗(yàn)過程細(xì)節(jié)尚未被研究該領(lǐng)域的其他物理學(xué)家所審視、了解。使得該實(shí)驗(yàn)結(jié)果在一些物理學(xué)家看來，歐洲核子研究中心的研究報(bào)告上傳至arXiv服務(wù)器速度甚至比中微子還快。克勞斯認(rèn)為歐洲核子研究中心向全世界宣布實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯得太倉促，更多的是引起人們的關(guān)注，如果一個(gè)杰出的實(shí)驗(yàn)室公布了戲劇性的結(jié)論，最后被證偽，這將使科學(xué)遭到信任危機(jī)，畢竟該實(shí)驗(yàn)還存在各種誤差，都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性。
當(dāng)在處理科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，應(yīng)該有一定的信息過濾以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的可重復(fù)性，如果每一個(gè)假設(shè)都如同歐洲核子研究中心那樣向全世界宣布，那么媒體將在每周都會引起一場科學(xué)界的“革命”，但不久之后，這些轟動性的結(jié)論可能將在重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果面前不攻自破。如果確實(shí)存在中微子超光速現(xiàn)象，就需要進(jìn)行多輪實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立分析和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u審，之后才可宣布愛因斯坦的時(shí)空理論基石是否存在問題。
不久前，同樣在歐洲核子研究中心進(jìn)行大型強(qiáng)子對撞實(shí)驗(yàn)中，大型強(qiáng)子對撞機(jī)不僅在尋找所謂的“上帝粒子”，即希格斯玻色子，其被認(rèn)為是萬物的質(zhì)量來源。而科學(xué)家還認(rèn)為，在對撞機(jī)運(yùn)行過程中，還可能產(chǎn)生另一種希格斯子，即希格斯單線態(tài)粒子，該粒子的行為理論上呈“時(shí)間旅行”方式，在碰撞產(chǎn)生之前出現(xiàn)，如果掌握了希格斯單線態(tài)粒子的行為，我們就可能進(jìn)行時(shí)間旅行。該研究涉及到全息宇宙假說，雖然來自費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家霍根克雷格（Craig Hogan）正在進(jìn)行相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)，但可惜的是，全息宇宙仍然只存在于科幻小說中。
在美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室萬億電子伏特加速器(Tevatron)對撞實(shí)驗(yàn)中，同樣出現(xiàn)了令人不可思議的現(xiàn)象，而物理學(xué)家仍然繼續(xù)工作，雖然結(jié)論是驚人的，但是非凡的結(jié)論需要有非凡的證據(jù)，即使是中微子超光速現(xiàn)象，也并不是第一次被發(fā)現(xiàn)，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)也探測到中微子的超光速行為，科學(xué)家當(dāng)時(shí)從伊利諾伊斯州巴達(dá)維亞向明尼蘇達(dá)州發(fā)射了中微子，記錄顯示中微子速度超過了光速，只是其被認(rèn)為存在較大的實(shí)驗(yàn)誤差。歸根結(jié)底，實(shí)驗(yàn)科學(xué)并沒有反證理論，只是從相關(guān)的方法進(jìn)行假設(shè)，然后推到理論并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明，這個(gè)過程一遍又一遍重復(fù)著。
