【中微子超过光速】中微子超光速非偶然 时光倒流无法实现(图)

2019-12-28 - 中微子

昨天下午,美籍华人学者张操做客第136期新民科学咖啡馆时预测说,即使5月份的实验再度验证中微子的速度超过光速,超光速之争也不会那么快就有定论,“中微子只超光速一点点,在现有的实验误差面前,还是不能令人信服”。他认为,如果超光速现象被证实存在,也不意味着狭义相对论被颠覆,“狭义相对论在电磁作用范围内依然适用,届时可能需在时空观方面有所修正。”

【中微子超过光速】中微子超光速非偶然 时光倒流无法实现(图)
【中微子超过光速】中微子超光速非偶然 时光倒流无法实现(图)

实验结果未有定论

在基本粒子家族中,中微子被张操教授喻为“宇宙中的小精灵”,它不带电,是中性粒子,行为也难“捉摸”。通常,物理学家认为中微子是以光速运动。

但去年9月,意大利格兰萨索国家实验室的科研人员却在一个名为OPERA的实验项目中,接收到了来自距离730公里外的欧洲核子研究中心的中微子,并意外测得它竟然“跑”得比光快了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)。据张操介绍,超光速中微子虽然是一个高难度的高科技实验,但其测量原理却是小学生也懂的知识——速度等于距离除以时间。

【中微子超过光速】中微子超光速非偶然 时光倒流无法实现(图)
【中微子超过光速】中微子超光速非偶然 时光倒流无法实现(图)

该实验里的距离和时间是利用全球定位系统(GPS)测得的,测速方法可能存在的问题也正在这里:据欧核中心的声明,实验中连接电脑和GPS装置的光纤连接器有松动,需进一步测试才能下结论。张操认为,这倒说明了欧洲实验人员对于实验结果是高度负责的。严谨的科学发现需要重复很多次实验才能有定论。

“跑过光”可能非偶然

其实,关于超光速中微子的假想由来已久。在1985年的一次国际会议上,张操就曾提出过“中微子可能是超光速粒子”的大胆猜想,并指出:在地球尺度,目前不能测量到超光速和光速的时间差。“1987年2月,超新星SN1987A爆发时,科学家就发现其中既有中微子又有光子,中微子到达地球的时间比光子早了3个多小时。

”张操分析说,这一现象当时并未受到多大的关注,因为超新星究竟是怎么爆发的尚未可知,中微子比光子早到的原因可能是中微子“抢跑”,也可能是光子在途中遇到了阻碍。

假设有朝一日,超光速现象获得了公认,它和我们的生活又有何关系?张操说,从基础理论到实际应用总有一个过程,通常至少需要二三十年的时间。目前可以预见的是,超光速粒子对量子计算机的研发会有帮助,它能提高计算机的速度和保密性。

本期新民科学咖啡馆的嘉宾主持、中科院院士、中科院上海技术物理研究所研究员褚君浩表示,“人类对世界的认识还非常有限,比如,我们现在所知的物质数量只占世界物质总量的5%。需要有更多机会对物理学问题做深度探讨。”

“时光倒流”无法实现

对很多“穿越迷”“时光机粉丝”而言,从超光速会联想到时间倒流,是否可美梦成真?张操指出,这其实是人们对超光速现象的一大误解。物理学中存在多种对时间的定义,既有相对时间又有绝对时间。“时间的定义不应局限于一种特定的物质运动,例如光的运动。世界上即使没有光线,也照样有时间。”

真实的时间,和相对论时间是两回事。出现超光速时,仅仅说明狭义相对论定义的相对时间不再有效,可并不会破坏因果律和真实时间。“穿越”“时光机”出现在娱乐游戏中无妨,但在科学层面,过去的时间就是过去了,不会再倒流,即使有了超光速,超光速粒子的时间依然是正向的,人终究回不到过去。

相关阅读
  • 【中微子的速度是多少】中微子速度接近光速 为什么质量还那么小?

    【中微子的速度是多少】中微子速度接近光速 为什么质量还那么小?

    2019-12-28

    同学,我认为你这个问题最好别问了。因为实际上你把科学家们都问死了,科学家以及伪科学家只能再编一个理由回答你。你真的认为所谓的希格斯粒子就是质量的根源?波尔兹曼大脑肯定不存在?我不敢全盘接受。我能接受的是科学家造那些设备很贵。

  • 【中微子炸弹】中微子的旅程

    【中微子炸弹】中微子的旅程

    2019-12-28

    最近,我与麻省理工学院的同事们运用苏丹矿中的中微子监测数据完成了截至目前量子力学领域最长距离的测试之一。在半个多世纪的时间里,中微子对科学家来说,已经从微弱的陌生粒子变身成为最重要的物质探测工具,可谓从有价值的采石场摇身成为重要的取证工具。

  • 【薄荷盆栽的好处】薄荷盆栽作用 薄荷盆栽的好处

    【薄荷盆栽的好处】薄荷盆栽作用 薄荷盆栽的好处

    2019-12-02

    薄荷,同时又叫“银丹草”它为唇形科植物,同属其他干燥型全草。它生长的环境为野湿地河旁,植物青气芳香。叶子是对生的,花下呈淡紫色,唇形,花开后要接棕色的小粒果。它是中华中常用重要之一,因为薄荷的种类有几十种。

  • 【中微子超光速】中微子系超光速粒子可能性变大:具负能量

    【中微子超光速】中微子系超光速粒子可能性变大:具负能量

    2019-12-28

    加拿大萨德伯里中微子探测器。近日一名退休的美国物理学教授发表论文,指出中微子很有可能实际上是一种超光速粒子。新浪科技讯 北京时间12月30日消息,据物理学家组织网站报道,根据一篇已经被《天体粒子物理学》杂志接受的论文。