科學家發現超光速粒子 若證實將顛覆「狹義相對論」

這是「革命性」發現，一旦獲得證實，「狹義相對論將打上問號」

——法國物理學家皮埃爾·比內特呂

「宇宙中，光的速度最快，沒有其他物質能趕得上。」——這一理念是人類有關宇宙和時間認識的基礎，也是現代物理學的理論基礎之一。阿爾伯特·愛因斯坦一百多年前提出這個觀點。

但現在，義大利中部某山體下世界最大物理實驗室之一的研究人員在實驗中發現，中微子速度超過光速。如果實驗結果經檢驗得以確認，阿爾伯特·愛因斯坦提出的經典理論相對論將受到挑戰。

綜合新華社電

發現 科學家稱發現比光速還要快的粒子

義大利格蘭薩索國家實驗室「奧佩拉」項目研究人員使用一套裝置，接收730公里外歐洲核子研究中心發射的中微子束，這些中微子束需要穿過地層抵達接收裝置。

一束光跑完這730公里的距離需耗時2.4毫秒。但是，通過3年的不斷測試以及記錄1.5萬個中微子束耗時後，項目組科學家發現，中微子束要比光提前60納秒（1納秒等於十億分之一秒）到達格蘭薩索國家實驗室，即每秒鐘多「跑」6公里。實驗誤差範圍是超出或者少於10納秒。

項目研究人員說，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，測速精度為10納秒以內。

依據這些數據，他們認定，實驗結果達到六個標準差，即確定正確。物理學家的常規做法是，如果實驗結果純屬「僥倖出現」的概率在統計上高於五個標準差，或者小於數百萬分之一，物理學家就可以認定這是一項新發現。

中微子是一種基本粒子，不帶電，質量極小，幾乎不與其他物質作用，在自然界廣泛存在。太陽內部核反應產生大量中微子，每秒鐘到達我們眼睛的中微子數以十億計。

英國《自然》雜誌網站22日報道這一發現。研究人員定於23日向歐洲核子研究中心提交報告。

影響 若獲證實，人類理解的自然法則將被顛覆

法國物理學家皮埃爾·比內特呂稱，這是「革命性」發現，一旦獲得證實，「狹義相對論將打上問號」。同時，人類將面臨這樣一些令人困擾的事實：信息可以送回「過去」，時間上的「過去」和「現在」界限變得模糊，以及「因果關係」的順序被打亂。

牛津大學的宇宙粒子物理學家蘇比爾·薩卡爾稱，「如果該發現能夠被證實，將是人類史上的重大事件。而且這一發現出乎所有人意料。」

「『光速最快』的理論是人類有關空間、時間和因果關係理解的基礎。至少現在看來，我們相信原因在結果前面。」他說，「『先因後果』是人類建設物質世界的絕對基礎。如果『因果關係』不存在，人類世界將陷入混亂。」

有物理學家稱，如果「中子速度比光速快」的發現被證實，人類對自然法則的理解將發生顛覆性變化。

「如果某種物質粒子比光速快，理論上來說，人可以回到以前。當然，這會帶來一系列問題。」費米實驗室的理論粒子物理學家史蒂夫·帕克說。

美國印第安納州立大學的艾蘭·科斯特萊茨基是一位支持存在「中子速度超過光速」觀點的專家。他認為，「這一有待證實的現象可能促使另一重大物理理論出現——萬有引力理論和量子力學的結合」。整個物理學的理論結構可能重建。

質疑 「中微子可能在時空當中走了捷徑」

實驗結果讓項目研究團隊感到不可思議，參與研究的物理學家稱依然對此發現持質疑態度，直至有其他的實驗團隊能夠證實。

義大利格蘭薩索國家實驗室「奧佩拉」項目發言人安東尼奧·伊拉蒂塔托說，「我們對此現象感到非常震驚，但在別人證實之前，這個現象還不能稱之為新發現。」

「事實上，我們也花費數月時間對此現象進行檢驗，但我們沒有找出什麼差錯。該發現對人類的一些基本認識形成挑戰，因此我們持謹慎態度。」

「奧佩拉」項目組號召全球物理界能幫助檢查這一現象，找出任何能證明實驗有錯的地方，或者能證實這一現象。

歐洲核子研究中心研究主管塞爾吉奧·貝爾托盧奇也對此持謹慎態度，「當一項實驗發現讓人難以置信的現象、難找到人類已有的理論對其解釋時，科學家們正常的做法是應該多方求證。『奧佩拉』項目組正這樣操作。」

歐洲核子研究中心物理學家埃利斯對這一結果心存疑慮。科學家先前研究1987a超新星發出的中微子脈衝。如果最新觀測結果適用於所有中微子，這顆超新星發出的中微子應比它發出的光提前數年到達地球。然而，觀測顯示，這些中微子僅早到數小時。「這難以符合『奧佩拉』項目觀測結果。」埃利斯說。

多特蒙德大學的物理學家海因里希·派斯提出了另一種可以解釋該結果的理論。中微子可能在時空當中走了捷徑，從歐洲核子研究中心到格蘭薩索，它可能是在另外的幾個維度中穿行。「這可以讓它看起來跑得像是比光速快，但實際並沒有。」他說。

日本的T2K實驗室和美國MINOS實驗室的研究團隊正試著複製「奧佩拉」項目的實驗，以期找到類似現象。事實上，美國MINOS研究室2007年發現中子粒比光速快的跡象，只是沒有得到證實。

愛因斯坦「狹義相對論」

1905年，阿爾伯特·愛因斯坦建立「狹義相對論」，認為光能以恆定速度前進，無論觀察方的速度有多快，同時宇宙中沒有物質的速度能比光速快。這已經成為人們理解宇宙和時間的理論依據，同時也是現代物理的理論基礎之一。