#1  粒子超光速 挑戰 ... - 輝仔餅 (Super Moderator) 發表於 26-9-2011 20:35

【明報專訊】歐洲研究人員周四宣布，在實驗中發現有「鬼粒子」之稱的中微子，其速度能夠比光速更快，挑戰愛因斯坦「相對論」強調沒有物質能夠快過光速的物理學最根本定律之一，消息惹來國際物理學界議論紛紛，因為若發現屬實，將改寫人類對宇宙和時空的認識，甚至再掀時光旅行是否可行的爭論。但無論是科學界還是負責今次研究的專家，都對今次實驗得出的發現，持謹慎態度，希望全球科學家能共同探究原因，包括實驗是否有錯。
實驗是由意大利格蘭薩索（Gran Sasso）國家實驗室，以及位於瑞士的全球最大粒子物理研究實驗室「歐洲核子研究中心」（European Centre for Nuclear Research, CERN）合作進行。CERN在日內瓦附近的地下粒子加速器，會發射出能夠貫穿地底的中微子，而意大利格蘭薩索實驗室，則利用一個名為OPERA的地下偵測裝置，嘗試「捕捉」這些中微子。宇宙中存在大量中微子（neutrino），但很難觀測，因此有「鬼粒子」稱號。
「鬼粒子」穿透力強 快光速0.0025％
經過3年實驗努力，意大利研究員合共偵測到近1.6萬個由CERN射來的中微子。研究員表示，兩地相距730公里，理論上光要花2.3毫秒（1毫秒即千分一秒）才能跑完，但他們發現，射來的中微子，比光速還快了60納秒（1納秒即十億分一秒），誤差少於10納秒。換言之，光速每秒為接近30萬公里，但中微子每秒能比其跑多6公里；中微子比光速還要快0.0025％。
反覆1.6萬次 推翻愛因斯坦言之尚早
愛因斯坦20世紀初發表的「相對論」認為，沒有任何物體的速度能超越光速，這成為當代物理學的重要基礎。若真的證實這種超光速現象，整個物理學理論體系或許會因之重建。由於事關重大，科學界對今次超光速實驗結果都持謹慎態度，《紐約時報》指出，物理學家的初步反應，都認為說「愛因斯坦錯了」為時尚早，認為更有可能的是實驗出了錯。
參與實驗的瑞士伯爾尼大學的伊拉蒂塔托（Antonio Ereditato）坦言，他和同事都對實驗結果大感震驚，「雖然速度差異極小，但概念上極其重要」，他們反覆觀測到這現象近1.6萬次，認為這觀測結果站得住腳，才決定將其公開，而目的正是讓同行幫助，仔細審視實驗是否有漏洞。他說：「我們已不斷檢查和覆查（實驗中）任何可能扭曲測量的因素，但什麼也沒找到。我的夢想是另有獨立實驗發現相同的事，那我就安心了。」


放大圖片明報製圖
放大圖片負責今次實驗的意大利國家實驗室工作人員在中微子探測器內部檢測。其外部為一個大球體，重1300噸。


2011年9月，意大利科學家自稱發現了超光速現象[3]。意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公里以外的從歐洲核子研究組織發射的微中子束的時候，發現微中子比光子提前60納秒到達目的地[4]。此現象違背了愛因斯坦的相對論[5]。目前，意大利科學家對這一發現保持謹慎的態度，並稱如果確有其事，物理學理論體系將會重建。另據中國CCTV報道，猜測這些微中子可能通過其它的高於三維的空間維度抄近道到達目的地。

實驗是由意大利格蘭薩索（Gran Sasso）國家實驗室，以及位於瑞士的全球最大粒子物理研究實驗室「歐洲核子研究中心」（European Centre for Nuclear Research, CERN）OPERA實驗室合作進行。CERN在日內瓦附近的地下粒子加速器，會發射出能夠貫穿地底的微中子，而意大利格蘭薩索實驗室，則利用一個名為OPERA的地下偵測裝置，嘗試「捕捉」這些微中子。宇宙中存在大量微中子（neutrino），但很難觀測，因此有「鬼粒子」稱號。經過3年實驗努力，意大利研究員合共偵測到近1.6萬個由CERN射來的微中子。研究員表示，兩地相距730公里，理論上光要花2.3毫秒（1毫秒即千分一秒）才能跑完，但他們發現，射來的微中子，比光速還快了60納秒（1納秒即十億分一秒），誤差少於10納秒。換言之，光速每秒為接近30萬公里，但微中子每秒能比其跑多6公里；微中子比光速還要快0.0025％。