在之前的一篇文章中,我报道了中微子似乎超光速传播的令人费解的新发现。科幻小说中的情节……时空旅行……怪异科学……爱因斯坦在坟墓里翻身。(除非超光速并不一定意味着时间旅行的可能性,而且如果超光速中微子是假设的快子,它们可能不会违反相对论。)这一结果在物理学界受到了广泛的怀疑,而且这种怀疑仍在继续。但就在这场风波即将平息之际,运行位于意大利中部亚平宁山脉深处大萨索实验室的中微子实验的OPERA(乳胶探测跟踪装置中微子振荡实验)联合体,利用在CERN(欧洲核子研究组织)产生的、距离732公里远的中微子,报告了对其自身划时代结果的实验证实。最初,CERN用来通过与静止靶碰撞产生中微子的质子束相对较长,一些批评者声称,持续10.5微秒的长脉冲可能在过程中引入了一些不确定性。因此,OPERA的科学家要求CERN缩短脉冲,新的脉冲只有三纳秒(十亿分之一秒)长。最初的结果是,中微子从CERN传播到大萨索比光速所需的时间快了60纳秒,而统计标准误差只有原来的六分之一(因此该结果在“六西格玛”水平上具有统计学意义,这是一个极高的显著性,出现偶然性的概率低于三百万分之一)。更短的脉冲使得脉冲长度落在了标准误差范围内,而不是导致假阳性结果。重要的是,基于来自新超短脉冲的20个探测到的中微子,新结果重现了OPERA之前的发现:中微子仍然似乎以超光速传播。接下来会发生什么?OPERA的科学家们显然比以前对自己得出的结果更加自信。而且他们的研究似乎没有明显的缺陷。在最近于MIT举行的一次会议上,一位物理学家将OPERA团队描述为由“德国人、瑞士人和时钟”组成——这精确度再高不过了。此前关于OPERA使用的极其精确的原子钟和GPS被错误读取或误解的担忧已经被轻易推翻。但现在物理学界正在寻求其他研究团队对OPERA结果的确认或反驳。我与斯坦福大学的Stan Wojcicki教授就这项进一步工作进行了讨论,他是美国MINOS(主注入器中微子振荡搜索)项目的创始人之一,该项目从中微子来自伊利诺伊州巴达维亚附近的费米实验室。Wojcicki告诉我,MINOS的物理学家们正在梳理他们多年研究积累的海量中微子速度数据集。该团队未使用像OPERA那样精确的GPS,但该团队达到的时间和空间精度——以及他们海量的数据集——对于确认或挑战来自大萨索的结果仍然很有用。需要注意的是,对MINOS数据集的早期分析确实表明,中微子可能以高于光速的速度传播。但这些结果缺乏统计学意义(它们未达到两西格玛,即95%的置信度标准)。在接下来的几个月里,MINOS和其他研究团队的发现将会非常有趣,我们是否将被迫更新我们对爱因斯坦狭义相对论的理解,拭目以待。

阿米尔·D·阿泽尔是波士顿大学科学哲学与历史研究中心的や研究员,也是18本关于数学和物理学书籍以及众多研究文章的作者。他是一名古根海姆学者,经常在媒体上评论科学。更多信息请访问他的网站或在Twitter上关注他:@adaczel
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