物理科学探疑-物理新战线—“中微子超光速”意味着科学发展方向的一个拐点
“中微子超光速”意味着物理科学发展方向的一个拐点
志勰
对微中子超光速的一点看法
关于欧洲科学家宣称发现比光速更快的微中子的新闻中，看到了如下的内容：
今年9月份，意大利格兰·萨索实验室的科学家们宣称他们发现中微子的运行速度超过光速，并在11月中旬表示他们进行的重复试验再次验证了这一结果。同样在格兰·萨索工作的另一个科学家小组ICARUS项目组宣布他们对这些中微子能量的测量结果和之前的结果相冲突。这两个项目小组均由意大利国家物理研究院领导。
先前，一个名为OPERA的格兰·萨索实验室国际团队宣布他们对从欧洲核子中心(CERN)发出的中微子进行测量后发现其抵达他们实验室所在的地区比用光速行进还短大约60纳秒。格兰·萨索实验室位于意大利罗马以南的群山地下。
美国费米国家实验室和日本KEK实验室即将尝试重复OPERA小组的实验以进行验证。只有当这两项独立实验结果出来的时候，科学界才能最终判断究竟这一结论是否可靠。①
奥蒂耶罗和他的同事试图在实验中对这种现象进行观测。他们进行的大型微中子震荡实验Opera共有来自11个国家的160名物理学家参与，主要来自日本和意大利。Opera实验立基于格兰萨索实验室，这是一个地下物理学实验中心，进行需要屏蔽宇宙射线的实验。
整个实验从CERN一座建筑内的一罐氢气开始。来自这个罐子的氢原子被剥离电子，成为裸质子，而后借助一系列粒子加速器加速，最近进入大型强子对撞机的主环。形象地说，大型强子对撞机就是所有这些粒子加速器的母亲。在Opera实验中，一些质子的能量状态变成居间能量态，以10微秒脉冲的形式轰击一个石墨目标，产生脉冲介子。介子随后衰变成微中子，微中子朝着格兰萨索的方向消失在地球中，最后抵达格兰萨索实验室的微中子穿过铅砖和照相乳剂。②
我们可以看到Opera实验参与者来自于11个国家的160名物理学家，该实验结果的宣布，是主流的一种结果。这么多的物理学家，竟将相对论的光速极限而弃之不顾，根据实验结果而宣布发现微中子超光速现象，那么很明显，这说明在主流的相当一部分物理学家中，相对论的地位已经在动摇。已经在力图发现能改变现有物理结构的实验事实。虽然甚至该小组的负责人也表示他们只是在公布一项可能存疑的实验结果而非宣布一项发现。①但仍然不能改变这样的一个拐点的判断。
我们知道，相对论有一个很有名的速度相加公式，分别向相反方向射出的0.9C速度运行的两个粒子，采用相对论速度相加公式就可以得到两个粒子的相对速度为0.994475C，而不是静止参照系中的1.8C的速度。那么OPERA小组的超光速微中子所采用的时间，是采用微中子穿越这段距离的时间和光速通过这段距离的时间相比的。并为曾提到将微中子衰变前的脉冲介子的速度和微中子的速度进行相对论速度相加合成。而仅采用微中子和真空光速通过该段的时间相比较。可以确定，是采用静止参照系的微中子和静止参照系的真空光速相比较的。这个时间和距离都是我们地面上的时间和距离。
这有很大的不同，高速飞行的介子以及在此基础上近光速飞行微中子的速度，采用静止参照系很容易超光速。就像上面我们提到的相反方向的0.9C采用相对论速度相加公式所得到的相对速度是0.994475C，而不是静止参照系中的1.8C的相对速度。而在静止参照系中一秒所通过的距离，正反两者参照系基础上的真空光速一秒通过的距离必然大于静止参照系中的光速C在一秒中所通过的距离。来自于11个国家的160名物理学家不可能不考虑这个问题！利用地面上相同的时间和空间单位来比较光速和微中子的速度，根本不符合相对论的结论！
从理论方法上来说，是否存在突破相对论的理论区域，这个还是未知数，至少在截止到目前的消息中还没看到主流学者们发布这样的理论。那么采用实验的方法从客观事实上确认相对论的结构体系存在缺口，这无疑是主流物理学人士对物理未来看法的一种分流，至少相对论在人们心目中的地位不再是统一的了！虽然这种采用客观事实确立的方法对相对论而言，没有什么用处，因为根本动摇不了相对论的结构体系。
普遍认为，突破光速的屏障对于深太空宇宙航行而言，是极为重要的。超光速的确定就可以为星际航行乃至宇宙航行打开一道希望之门，飞行速度极限的突破就可以使人类进入到整个宇宙的空间。希望和想象是不错的，但未来是否会这样，我们只能拭目以待。很显然，“中微子超光速”对于这类的实际应用没有任何价值和意义。从这上面也丝毫看不到物质飞行速度突破光速极限的希望，更不要说宇宙航行速度突破光速极限的希望。
中微子超光速现象对于物理界而言并非毫无意义，因为它宣告了主流物理学界在发生逐渐的改变，它意味着主流的物理界在物理的未来问题上在发生分歧，它意味着物理科学发展方向一个拐点的来临！
对于前沿物理基础研究，我建议立足点要建立在客观实在性的基础上，一步一步来。中微子的本身是一个有争议性的领域！
参考：
①国际科学家小组否定中微子超光速结果http://www.cnbeta.com/articles/162970.htm
②微中子超光速被指"世纪谣言" 实验全过程公布http://www.cnbeta.com/articles/156521.htm
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