中微子 悠着点,OPERA 一项实验检测了中微子的速度,结果符合预想;也就是说并未超过光速 Mar 24th 2012 | from the print edition 4周前,意大利的OPERA合作(OPERA collaboration)团队的研究人员发现了一个仪器错误,这可能导致他们去年9月震惊一时的发现:一种名为中微子的诡秘粒子居然违反了阿尔伯特•爱因斯坦的相对论,速度超过了光速。现在,同行的另一实验第一次核查了结果,似乎证实了绝大多数物理学家一直确信的情况:在OPERA的研究中一定发生了什么失误。3月16日,ICARUS合作团队的成员在网上智库arXiv上贴出了一篇论文,宣称他们追踪的中微子的速度并未超过光速。 OPERA和ICARUS团队都在研究从欧洲主要的粒子物理实验室CERN中发出的中微子。这些粒子是在CERN在日内瓦郊外的一台加速器中产生的,它们穿过地壳,到达阿尔卑斯山脉格兰萨索(Gran Sasso)群峰地层之下的另一个实验室。ICARUS团队的全部七次检测都是在中微子束经过改进从而提高了数据精度之后,于去年年底进行的。中微子惰性很强,与任何事物包括检测器都很少有相互作用,所以能有七次成功的实验算是很不错的了。 OPERA团队同样用经过改进的中微子束进行实验,但他们去年11月再次报告了与爱因斯坦理论相悖的结果。后来,今年2月23日,该团队的研究人员承认,他们用以使中微子束两端的原子钟同步的全球定位系统(GPS)信号中发现了可能导致实验误差的来源。具体地说,这与将GPS信号传输到OPERA主钟的光纤连接器有关。OPERA团队认为,该连接器可能在他们进行实验时工作不正常。 据在《科学》杂志网站上匿名贴出的一则泄露报告称,拧紧该连接器后再行测试,研究人员发现,数据通过光纤全长的时间缩短了60毫微秒。这正是中微子在其730公里(450英里)的行程中好像比光提前到达的时间。 但2月份OPERA团队似乎还未放弃赌注。该团队的研究人员指出了第二个可能的误差来源,如经证实,它实际上可以强化他们的爆炸性结果。(这一误差来源与一种名为振荡器的装置有关,这一装置为CERN与格兰萨索实验室中的原子钟提供同步所需的时间标识。)ICARUS团队的发现令这一可能性大为减小。 CERN的研究主任萨尔吉奥•贝尔托卢奇(Sergio Bertolucci)强调,在整个超光速问题的探讨过程中,OPERA的研究人员表现出了“完美的科学诚信”。他们公开了他们的研究方法和数据供人们仔细检查,并鼓励他人的独立实验。超光速造成的震撼让物理学家振奋,并投入了进一步工作。“科学工作就该如此,”贝尔托卢奇博士这样说。 |
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