分享

“幽灵粒子”让“穿越”成真?(图)

 温馨的淑女 2021-11-20

用月球探测中微子

用月球探测中微子

  日前,欧洲科学家称发现了超光速中微子(又叫“幽灵粒子”):在同样的时间内,在长达730公里的隧道里,中微子比光子多跑了18米,即每秒钟比光速多“跑”6公里。爱因斯坦认为,最快的速度是光速,没有任何速度能超越光速,因此有了“相对论”。如果超越光速的物质真的存在,人们对世界的认识是否会颠覆?并实现“穿越”时空的梦想呢?

  A“幽灵粒子”速度超光速

  幽灵粒子,是指中微子。中微子很神秘,一个小小的粒子,居然能穿过地球。说它神秘,还因科学家猜想,宇宙中的中微子,像一个幽灵在飘荡,怎么也捉不到它。甚至,每天可能有数以万计的幽灵粒子穿过我们的身体,但我们根本感觉不到它。

  如今,神秘的中微子终于在地下1400米深的实验室里露面了。科学家们捕捉到了它,而且发现了它的“超光速”。但是,需要说明的是,被捉住的幽灵粒子还太少太少。

  那么,为什么它难以捕捉呢?有人说,中微子的质量是零,因为没有质量,中微子才能在真空中以超光速运动。

  日前,《自然》杂志网站宣布,意大利格兰萨索国家实验室“奥佩拉”项目研究人员使用一套装置,接收到730公里外、设在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心发射的中微子束,并发现中微子比光子提前60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)到达,即每秒钟多“跑”6公里。

  据实验室方介绍,接收中微子束的装备上,配置了复杂的电子和照相器材,重1800吨,埋在格兰萨索国家实验室地下1400米深处。3年来,“奥佩拉”的研究人员记录了大约1.6万个从欧洲核子研究中心发射的、穿透地层的中微子束。

  瑞士伯尔尼大学物理学家安东尼奥·伊拉蒂塔是“奥佩拉”项目发言人,他说:“这是一个直接的物理测量。我们通过测量距离和时间,再将两者相除得到速度,就像你在高中学到的那样。”

  随后,伊拉蒂塔补充说,这套接收装置与欧洲核子研究中心之间的距离精度为20厘米以内,测速精度为10纳秒以内。

  B 不少科学家态度很谨慎

  针对“奥佩拉”项目实验结果,全球不少科学家都持谨慎怀疑态度,声言需进行更多实验确认。

  霍金说:“目前,对中微子发表评论还言之过早,必须进行更多实验及澄清工作。”霍金是当代享有国际盛誉的广义相对论和宇宙论家。1988年,他撰写了《时间简史》,出版后轰动至今。澳洲物理学家科斯特拉也说,意大利的“奥佩拉”实验室可能在计算上出错。

  实验室方的安东尼奥9月26日特意对记者表示,对于可能算错,他们在实验时同样考虑过,并对此进行了反复的检查,包括能够想到的各种客观因素。安东尼奥表示,他们在三年的时间中总共进行了1.5万次中微子发射,每一次的结果都指向同一事实。

  C “穿越”还只是理论

  南京大学核物理学专家宗红石教授表示,不太相信超光速的中微子存在。“如果超光速中微子真的存在,那么整个现代物理学的基础就会发生动摇。爱因斯坦的相对论是现代物理学基础理论之一,认为任何物质在真空中的速度都无法超过光速,这也是人们理解空间与时间的理论依据。如果连这个基础动摇了,就说明我们现在的很多理论都站不住脚,但实际上现在的很多理论已经被实验检验是正确的。”

  宗红石认为,“奥佩拉”项目研究成果太大胆了,简直匪夷所思。“之前物理学界也屡次有人推翻前人的结论,但后来都被证明是错误的,最后不了了之,这次的研究成果还有待检验。”

  如果超光速中微子真的存在,将会出现一系列让人无法接受的现实。“比如因果论也是现代物理学的基本立足体系,即首先有原因才会有结果。超光速中微子如果存在,这一理论也将被颠覆。简单地说,也就是我们所熟知的由因到果的次序都将颠倒,可能有了果再有因。”宗红石举了个形象的例子来说明:“比如炮弹,是先打出去,然后落到对方阵地爆炸;因果论被颠覆后,我们看到的将是炮弹已经爆炸,却还没从大炮上被打出去呢。”如果这一切是真的,是否意味着我们真的可以“穿越”时空?是否人人都可以走进“时光隧道”?

  紫金山天文台王思潮研究员说,所谓中微子比光子每秒钟多“跑”6公里,就是光速要走5万多天,而中微子可以比光少走一天。

  如果真是这样,是否意味着电影、电视里常见的“穿越”情节可以发生在我们普通人身上?王思潮说,如果其试验数据正确,从理论上讲“穿越”是可能的,但是难度很大。“虽然单看每秒多跑6公里这个数字很多,但其实差距并不明显。5万多天相当于100多年,而"幽灵粒子"只比光速少跑一天,可见差距非常微小。所以想要任意在时光隧道上"穿越",很难实现。”王思潮说,即使中微子真的超过光速,只能说明原来关于光速的基本原理被打破,但并不意味着新理论一定能给人类带来制造时间机器的方法。

  D 若“幽灵粒子”真的存在会怎样

  尽管全球科学家普遍采取谨慎态度,但没人完全否认超光速中微子存在的可能性。如果超光速中微子真的存在,那么爱因斯坦的经典理论相对论将被改写。

  相对论是现代物理学基础理论之一,认为任何物质在真空中的速度无法超过光速,这是人们理解空间与时间的理论依据。根据爱因斯坦的理论,当人们以超过光速的速度旅行,就可以穿越时空。

  这种神奇的实验,我们国家可以进行吗?对此,中科院高能物理所研究员、中微子研究专家曹俊给出答案:在中国没有办法实现。

  他说,重复这个实验需要大的质子加速器,但我国现在没有这么大的质子加速器。“首先是很贵,几十亿到几百亿的造价,然后建好一个实验室一般需要10年时间。”曹俊解释。

  对于发现这一神奇现象的实验室,曹俊介绍,意大利的这个实验室做的是一个非常著名的试验,由200多名出色的科学家完成,肯定也是经过反复推敲验证。“凭空猜测他们哪里做错了,肯定是更不靠谱的,但也有可能什么地方他们没有想到,他们出错的概率要比相对论出错的概率大。或者中微子有什么特殊的性质,但不能简单猜测,下一步最重要的是重复这个实验。”他强调说。

  作者:扬子

发表

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多