意科学家发现超光速中微子 每秒多“跑”6公里

灵灵仙子

意科学家发现超光速中微子 每秒多“跑”6公里

 

突破光速、超越时空是不少科幻小说的主题，但爱因斯坦的相对论断言光速是任何物质在真空中的最快速度，小说家的幻想没有依据。一些欧洲科学家在实验中发现，中微子速度超过光速。如果实验结果经检验得以确认，爱因斯坦提出的经典理论相对论将受到挑战。科学界认为这项发现是在爱因斯坦的理论上“炸开一个大洞”。

快60纳秒

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730公里外欧洲核子研究中心发射的中微子束，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。“我们感到震惊。”瑞士伯尔尼大学物理学家、“奥佩拉”项目发言人安东尼奥·伊拉蒂塔托说。

英国《自然》杂志网站22日报道这一发现。研究人员定于23日向欧洲核子研究中心提交报告。

“奥佩拉”项目发言人伊拉蒂塔托说，项目组充分相信实验结果，继而公开发表结果。“我们对实验结果非常有信心。我们一遍又一遍检查测量中所有可能出错的地方，却什么也没有发现。我们想请同行们独立核查。”

这一项目使用一套复杂的电子和照相装置，位于格兰萨索国家实验室地下1400米深处。

这不是爱因斯坦的光速理论首次遭遇挑战。2007年，美国费米国家实验室研究人员取得类似实验结果，但对实验的精确性存疑。

可能撼动现代物理学基石

这一最新发现可能撼动现代物理学的基石。法国物理学家皮埃尔·比内特吕告诉法国媒体，这是“革命性”发现，一旦获得证实，“广义相对论和狭义相对论都将打上问号”。

欧洲核子研究中心物理学家埃利斯对这一结果仍心存疑虑。科学家先前研究1987a超新星发出的中微子脉冲。如果最新观测结果适用于所有中微子，这颗超新星发出的中微子应比它发出的光提前数年到达地球。然而，观测显示，这些中微子仅早到数小时。“这难以符合‘奥佩拉’项目观测结果。”埃利斯说。

美国费米实验室中微子项目专家阿尔方斯·韦伯认为，“奥佩拉”可能存在测量误差。就韦伯而言，即使实验结果获得确认，相对论“仍是优秀理论”，只不过“需要做一些扩充或修正”。

意大利研究人员在实验中发现中微子超光速

问：“超光速”如何被发现？

答：“奥佩拉”项目研究人员接收730公里外欧洲核子研究中心发射的中微子束，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。过去两年，他们观测到超过1.6万次“超光速”现象。

问：这项实验是否意味着相对论不再成立了？

答：许多专家认为，即使实验结果获得确认，相对论“仍是优秀理论”，但“需要做一些扩充或修正”。但也有专家认为，如果真的证实这种超光速现象，其意义十分重大，整个物理学理论体系或许会因此重建。

 

http://world.people.com.cn/h/2011/0924/c226638-402894185.html

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回复 1# 灵灵仙子

中微子

中微子是一种极为神秘的物质，在科学界有“鬼粒子”之称。虽然中微子在宇宙广泛出现，但是极难探测得到，科学家对它所知不多，1934年才确定它的存在，直至最近才确认中微子有质量。中微子从星体核聚变中产生，太阳便是其中一个产生地点。中微子是一种基本粒子，不带电，质量极小，几乎不与其他物质作用，在自然界广泛存在。太阳内部核反应产生大量中微子，每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。

相对论

相对论，爱因斯坦的经典理论，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。

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中央电视台 《晚间新闻》中有关“中微子”的最新发现
http://news.cntv.cn/world/20110924/107581.shtml
http://news.cntv.cn/world/20110924/107582.shtml

吉辰

搞不懂

然哥

  直到昨天晚上，仙子谈起“辟谷”，才知道仙子对当今世界最前沿科技那么清楚，了不得！所谓中微子超光速，美国一实验室也做过实验，现意大利实验室有结果，仍然需要证实。若果，穿越时空将不是梦想。佩服仙子吸取知识的精神！有机会还要听你讲“辟谷”啊！

灵灵仙子

回复 5# 然哥

      但也有专家认为，如果真的证实这种超光速现象，其意义十分重大，整个物理学理论体系或许会因此重建。

 

      现行物理学体系迟早会打破，只是一个时间问题；如果说现行的学说已达顶点，那么人类也就不会发展了。正因为爱因斯坦找出了经典力学的错误，才有了相对论的诞生。

 

      如果中微子超光速理论成立，那么很多问题就迎刃而解。

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   亚湾堆中微子

 

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2011-9-27 23:20

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2011-9-27 23:20

图为安装就位的两个直径5米、高5米的中微子探测器。（新华社发）

 

     据新华社北京8月15日电(记者 吴晶晶)记者从中科院高能物理研究所获悉，亚湾堆中微子国际合作组15日在京，位于广东亚湾核电站内的四年的建造，在地下100米深、距堆仅360米的近点厅内，安装就位的两个中微子探测器已经探测到来自核电站堆群的中微子。

　　亚湾合作组人、中国科学院高能物理研究所常务副所长王贻芳说，这着亚湾国际合作组对中微子第三种振荡模式的测量迈出了第一步，很可能会对宇宙中为什么物质多于反物质线索。

　　据介绍，中微子是一种极难被探测到的粒子，它有三种类型，可以振荡从一种类型成另一种类型。亚湾是对中微子的第三种振荡模式的测量。这最后一个未知的角数值的了中微子物理研究的，与宇宙中“反物质消之谜”有关。

 

http://www.chinanuclear.cn/2011/0914/240827.html

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八大超光速证据——挑战爱因斯坦光速不变理论

 

1.哈勃望远镜观测到一个超巨星以超光速膨胀

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2011-9-28 17:50

V838 莫诺色罗蒂斯星体强烈爆发
　

这组由美国航空航天局哈勃望远镜拍摄的照片显示一个非同寻常的星体爆发产生的光象水波一样在星体附近回荡。该星体名为V838莫诺色罗蒂斯(Monocerotis)，离地球两万光年，位于我们银河系的独角兽(Unicorn)星座，是一个罕见的正在爆发的超巨星(supergiant)。超巨星是一类大质量，高亮度的星体，质量一般是太阳的几百倍以上，亮度也比太阳大得多。

　　这次的异常爆炸发生在2002年1月，在短短的四十多天里，该星体的亮度增长了一万倍,成为我们银河系中亮度最大的星体。照片中可以见到从这一奇异星体发出的光正在向四周的空间扩散，在碰到四周包围着该星体的尘埃后又被反射回来，构成一副绚丽的、状似牛眼的多色图样。关于这一观测的研究结果刊登在3月27日的《自然》杂志上，《科学》杂志在同一天发表了有关评论。

　　照片显示从2002年5月到12月，星体景象由于星体四周不同部分依次被照亮而发生了显著的变化。天文学家把这种效应称为“光回声”。星云中的不同颜色反映了星体颜色随着星体爆发的改变。在这段爆发过程中，该星云的直径迅速由4光年增加到7光年。

　　7个月内直径增大了3光年，其膨胀速度为4.3倍光速。

　　目前科学家们对这次爆发的原因还不清楚，天文学家称以前从没有观察到过类似的星体。

 

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2.超光速分离的类星体
　　类星体是本世纪60年代新发现的一类天体。1960年，射电天文学家用当时世界上最大的望远镜观测到一个叫3℃g和一个叫3C273的射电源。结果发现它们都是很暗的蓝色的星，尽管看起来象恒星，但又不是通常的恒星。天文学上称它们为类星射电源，简称类星体。
　　1963年，科学家施米特重新研究了3C273的光谱，发现了它有红移现象，且红移值很大。当一颗恒星背我们而离去时，从地球上看，恒星的光波频率会降低，波长会变长。这就是红移现象。红移值越大，则离去速度越大，与我们距离越远。
　　目前，人们对类星体的认识主要是：①类星体距离我们很远。最早发现的类星体3C273，红移值仅为0.158，而它距我们也有23亿光年。②类星体无离速度极大。有一颗类星体OQ72，其红移值为3.53，速度每秒钟高达270000公里。③类星体的亮度极为惊人。如3C273亮度为12.8星等，而太阳若放到其位置上，我们根本就观测不到。此外，类星体的体积很小，直径仅有普通星系的1/100000∽1/100000。
　　更令人惊奇的是，类星体的速度居然超过了光的速度。1977年以来的发现证实，还是那颗3C273，它的内部有两个辐射源，并且它们还在相互分离，分离的速度竟高达每秒2880000公里，是光速的9.6倍。不仅如此，继此之后，人们还相继发现了几个“超光速”的类星体。简直不可思议!因为迄今为止地球上的人类普遍认为，光速是不能超越的，然而上述发现又是那样的奇特，不能不让人感到困惑不解。
　　参考文献

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            3.超光速运动物质早已是客观存在

     张元仲教授的《“狭义相对论”实验基础》书中说到：

     例如1955年chamberlam等人测量了动量为1.19Gev/e的π介子和反质子走过40英尺的距离所用的时间，测得π介子的飞行时间是(38×10-9)秒，反质子的飞行时间是(51×10-9)秒，如果用狭义相对论的动量公式=1.19Gev/c，算出速度v，那么相应的飞行时间(40英尺/v)与实验测量的相符合”。

     大家知道，我们测量物体运动速度的方法是：在时刻t1时测定这物体的一个空间位置坐标，在时刻t2又测定这物体的一个空间位置坐标，计算这两个空间位置的距离，除以从第一个坐标点到第二个坐标点所用的时间△t=t2-t1，这里我们用的坐标是相对于测量者是静止的，并不关心运动着物体的所谓固有寿命。光速值的最初测定也是采用这一方法的。

     从张元仲的叙述来看，“相应的飞行时间(40英尺/v)”，也表明△t＝40英尺/v．

     即使用“狭义相对论”的动量公式算出速度v，相应的飞行时间(40英尺/v)也不会与实验测量的相符合。不信咱们算一算。而我们知道1英尺=0.3048米，40英尺即等于12.192米。

     那么12.192米÷(38×10-9)秒=3.208×10米/秒

     12.192米÷(51×10-9)秒=2.390×10米/秒

     可以看出，π介子的速度就大于光速。也只有速度大于光速时，相应的飞行时间才能与实验测得的相符合。（因为△t＝38×10-9秒,所以v＝40英尺/△t大于光速）

     这就是基本粒子“有大于光速”的证据。

     不过有些人不敢正视现实，挖空心思去寻找不大能大于光速的理由，所以这时搬来了“狭义相对论”的动量公式，“狭义相对论”的公式中是不允许v大于c的。计算出的速度当然不会大于光速。可这样一来，实测结果还需引用长度收缩或时间膨胀效应才能与计算符合。

     对于μ介子的测量，张元仲说，μ介子的固有寿命是τ=2.2×10-6秒，即能从10-20公里的高空大气层到达海平面，如果这些飞行μ介子以光速c运动，它们在衰变前走过的平均路程也只有c=660米，所以这与大部分μ介子能够到达海平面这一事实是相矛盾。要么认为运动μ介子的衰变寿命比固有寿命增长了二十几倍，要么猜想μ介子是以超光速运动的。用“狭义相对论”来解释这种现象，可以用“长度收缩效应”，也可以等价地用“时间膨胀效应”。为什么不认为μ介子的速度是超过光速呢？“原因是基本粒子的各种实验还没有确定有超光速的粒子存在”。很可笑，张元仲举的例子中就有超光速运动的π介子和μ介子，就是不敢承认。为什么就不敢首先承认呢?!

     参考文献

     杨升山，http://blog.phoenixtv.com/index.php/uid_646602_action_viewspace_itemid_682384

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 4.早期的超光速研究

     在1905年以前，科学界对“速度”从未认为存在极限。1905年狭义相对论（SR）问世，其中却有一条“光速极限法则”。我们知道，A.Einstein是一位家喻户晓的人物，纵观他的一生和他的工作，称他为“伟大的物理学家”是没有问题的。他的光子学说，以及他的其他科学贡献，确实可以彪炳千秋。但是，对他的相对论人们提出了越来越多的质疑。例如，早在1962~1971年间，H.Bondi、P.G.Bergmann和N.Rosen就指出，相对性原理和宇宙学原理之间存在着深刻的矛盾。然而，正是相对性原理和光速不变原理一起，构成了SR的基础。而且，Einstein的光速不变原理实际上是假设“单程光速不变”，这个假设至今也没有得到实验上的证明，甚至被认为是不可能证明的假定。中国科学家陆启铿、邹振隆、郭汉英早在1980年就曾指出，对于现实宇宙的大尺度行为SR已无意义，故对相对论的理论基础必须重新考察。

SR理论断言“超光速运动不可能”，其实是站不住脚的。这个断言主要来自两个推论，一是“运动物体在运动方向上的尺度随速度增加而减小”，二是“运动物体的质量随速度增加而加大”；其实，这两个推论都没有直接的、判据性的实验证明。因此，多年来超光速研究也就在我们这个星球上不断地开展。它虽然还处在婴儿时期，对科学和技术的发展已产生了良性刺激。

     最早的报告来自对微观粒子的观测。长期以来，人们认为介子（mesons）的运动速度小于光速。1955年，O.Chamberlain等的文章（Phys.Rev.,Vol.100,947）说，对π介子的测量表明，它在3.8×10-8s时间内飞行了40ft(约12.2m)距离，故其速度为320842105.2m/s，即v=1.0702c。故认为π介子的飞行速度是超光速的；但以后没有对此再研究下去。

     20世纪60年代以来的超光速研究，即早期开展的工作，是寻找“快子”及观测类星体。“快子”一词的英文是tachyons，是美国Coloumbia大学教授GeraldFeinberg于1967年提出来的；它是根据tachus（希腊文中意为“快速”）而创造的词。快子以超光速运动，其速度v> c。1960年之后，一些物理学家认定：Einstein的“速度极限”（speedLimit）不能用在“已经以超光速运动的粒子”身上，这种粒子就是快子。为了不与SR理论相矛盾，Feinberg假定快子的静止质量为虚数（）。然而，人们一直无法说明“虚数质量”的意义，实验上也找不到证据。后来，即在1986年~2000年间，对中微子（neutrinos）的测量表明可能其<0，故一些物理学家认为中微子是快子，以超光速运行。但迄今为止尚不清楚中微子的运动速度究竟是怎样的；而且，对其可能为负数也有其他不同的解释。

     快子有一些古怪的特性。例如，它损失能量时将加速，故能量为零时的速度是无限大。实际上，只有无限大能量才能使快子减速到c。无限大能量是不可能达到的，故快子不能以c（以及小于c）的速度运动。快子仿佛存在于相对于亚光速粒子来讲是镜象的世界。当它穿过真空空间，会产生称为Cerenkov辐射的光锥。……尽管快子尚未找到，然而最早是为了避开狭义相对论（SR）困难而提出的快子，却出现在各种物理理论中。例如，有人认为宇宙线中可能有快子；也有人认为它存在于暗物质（darkmatter）里；在弦论（stringtheory）中快子也有重要意义。

     与此同时，科学家们把目光投向宇宙深空。20世纪70年代，在射电天文观测中通过甚长基线干涉仪（VLBI）技术发现了数十个河外射电源有超光速膨胀现象。在遥远的宇宙深空，类星体（quasrs）是具有活动星系核的一类星系，是很密的物质。对3c273类星体的观测，1971、1977年M.H.Cohen报告了3c、4.2c的分离速度；1979年G.A.Seielsted报告了5.2c，而1981年T.J.Pearson报告了9.6c。……问题是对这种“天体运动中的超光速”应当怎么看？有人从SR出发认为这只是“表观超光速”，即一种视现象。然而，长期积累的观测数据表明这类膨胀在加速，并且似乎与Einstein引力理论中的类空运动呈现的规律非常相似。就是说，虽然SR否定超光速运动的可能，但广义相对论（GR）的宇宙论的类空测地线规律又与宇宙星体超光速运动的规律相符！天文与天体物理学家曹盛林曾对3c273的观测数据作拟合研究，发现其结果否定了所谓“视超光速”SR喷流模型，而支持GR类空测地线描写的“真实超光速膨胀”模型。故他认为类星体的有关超光速数据不是“表观超光速”，而是实在的超光速运动。

     参考文献

     黄志洵教授的《地外文明探索与超光速研究》

    http://www.qlzhouyi.com/ShowArticle2.asp?ArticleID=3119

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 5.中期的超光速研究

     超光速研究的中期大约从1992年开始，特点是发现光子、微波、光脉冲和电脉冲的传输速度可以超光速。一个著名的实验是在1993年发表的：美国Berkeley加州大学的A.M.Steinberg,Kwait和R.Chiao（乔瑞雨）测量了光子穿过厚1.1μm的位（势）垒时的时延，并在一种称为“双光子赛跑”的实验安排中证明光子的隧穿速度为(1.7±0.2)c。这个实验装置的高水平令人惊叹！

     众所周知，电磁波是非实体物质。对自由空间中的波、无线电波脉冲、微波脉冲、光脉冲的传输速度的实验研究，是在1992年及以后的10年中展开的。德国科隆大学的G.Nimtz等用微波脉冲通过截止波导，获得了4.7c（1992年）和4.34c（1997年）的数据。A.Ranfagni等用双角锥喇叭在微波实验，1996年获得了自由空间的波速为2c。2000年，D.Mugnai等用改进的喇叭天线法得到一个结果是1.053c。在无线电波频率上的脉冲传输也获得了超光速——2002年A.Hach和L.Poirier用模拟光子晶体的同轴结构获得了群速vg=(2~3.5)c。用类似方法，J.N.Munday和W.M.Robertson获得vg=4c（2002年）；黄志洵和逯贵祯获得vg=(1.5~2.4)c（2003年）。

     参考文献

     黄志洵教授的《地外文明探索与超光速研究》

    http://www.qlzhouyi.com/ShowArticle2.asp?ArticleID=3119