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主题:科研人员发现中微子超光速现像,狭义相对论的基础动摇了 -- 中华如龙

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  • 家园 科研人员发现中微子超光速现像,狭义相对论的基础动摇了

    新华网伦敦9月22日电(记者黄堃)英国《自然》杂志网站22日报道,欧洲研究人员发现了难以解释的中微子超光速现象,这一现象违背了爱因斯坦相对论,研究人员目前对此持谨慎态度,希望全球科学家能共同探究原因。

      据报道,意大利格兰萨索国家实验室下属的一个名为OPERA的实验装置接收了来自著名的欧洲核子研究中心的中微子,两地相距730公里,中微子“跑”过这段距离的时间比光速还快了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)。

      

    http://news.xinhuanet.com/tech/2011-09/23/c_122078241.htm

    经济危机越来越深渊化的今天,科技是带来希望的一条通道。

    科学科技是希望,普及科学和知识是人类的使命和生存发展的必由之路

    • 家园 具有静止质量的中微子即便只是光速其动质量也为无穷大

      也就是说,中微子速度仅仅等于光速,就造成与狭义相对论的矛盾了

    • 家园 把以太假说捡起来并略做修改就可以解释了.

      假设宇宙中普遍均匀存在着这样一种粒子,极小且相互排斥.光子前进时由于这种粒子的阻挡或影响,速度就只能达到目前的光速,而中微子因为种种原因受这种粒子的影响小.所以可以略超光速.

    • 家园 一个学哲学的朋友告诉我

      如果有超光速的粒子存在,说不定可以统一相对论和量子论,她的意思是相对论和量子论之间的矛盾是由超光速带来的。师母已呆吧。

    • 家园 刚有数据,还不能下结论。opera的人也很审慎。
    • 家园 如果结论正确,物理结构理论是必须推倒重来吗?

      还是只做修改,变化不大?求科普?

    • 家园 光子速度30万公里/秒,现在中微子快了20米/秒

      而误差是个什么位数,所以不好说。从下图可以看到在732公里距离上,中微子运行时间是0.0024秒,比光子快了0.00000006秒。从误差分析上看,0.0024后面的四个小数点的数值到底确定了没有?

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      要等日本的神冈中微子检测器和费米实验室的重复工作后才能判断这个发现是否正确。

      有中微子专家认为,實驗中的中微子,是利用瑞士CERN的粒子加速器,藉着中子撞擊而生成的,而整項實驗最困難之處,就是如何準確量度中微子生成的一刻,到抵達意大利偵察裝置的時間,具體計時必須借助GPS定位系統,而GPS的量度方法,理論上可能有數十納秒的不確定性,「我很好奇他們怎能得出『只有10納秒』的誤差」。

      这位中微子专家以自己的房产打赌认定这个结果是误差造成。

      由于723公里的距离太短造成测量误差--从而导致结果不确定,所以测量距离最好是达到光年这样的数量级为好。

      一位天体物理学家明确说明OPERA的结果是错误的--因为他研究的一颗超新星在1984年爆发,按照OPERA的发现,那么这个超新星爆发产生的中微子将早于光子3年到达地球,而他从来没有观察到这个超新星的中微子被提前检测到--当然他承认在地球上的中微子探测器也许没检测到这次爆发产生的中微子--尽管这个可能性是很小的。

      自从有人搞出“冷聚变”和“砷生命”以后,对类似发现就要淡定了。

      Particles Moved Faster Than Speed of Light?

      通宝推:胡一刀,
      • 家园 出错往往是出在最傻的地方

        First lesson,check your cables

        虽然看起来可笑,整个事情其实不能说人蠢,而是一个复杂的试验,即使把cable检查清楚也是不容易的

      • 家园 两地之间的距离是怎么精确测量的?

        速度的计算,一方面是所耗费的时间的测量,另一方面是距离的测量。这个距离的测量,是不是还更容易导入误差?我很好奇,这732公里的直线距离,是靠什么来确定的?算了一下,大概18米的误差,就可以导致299792458米/秒的光速产生0.00000006秒误差。

        你最后提到的那个天体物理学家的证伪,可能不一定成立。这个实验只是说明中微子的速度可以超过光速,而不是所有的中微子都超过光速吧。顺便好奇问一下,发现一颗超新星是不是靠的所发出的光?要是那样的话,等到发现光的时候,中微子是不是已经过了。还是说都有记录,到时候作一下重叠来确认某些中微子和光是一个来源?

        • 家园 SN1987A超新星

          实际的测量是:中微子比光早到地球三个小时。当然理由勉强可以接受:

          This is likely due to neutrino emission (which occurs simultaneously with core collapse) preceding the emission of visible light (which occurs only after the shock wave reaches the stellar surface).

          (问题是我们凭怎么认为如此剧烈的超新星爆炸,中微子和可见光一定是以这样的先后形式出现?尤其考虑到中微子还有质量,以及能产生超新星爆发的恒星所具有的巨大质量所产生巨大引力,难道中微子不受引力影响?或者引力对中微子是反影响?)

          wiki:SN1987A

          • 家园 中微子不受引力影响的话就是修改广义相对论了。

            黑洞辐射中微子的话应该很容易观察到。

        • 家园 这个实验的误差范围是大家争论的焦点。

          这732公里的直线距离,是靠什么来确定的?算了一下,大概18米的误差,就可以导致299792458米/秒的光速产生0.00000006秒误差。

          有人(自称镜某)评论如下:

          (中国的高能物理学家)在大亚湾核反应堆建立中微子检测器时,高能所加速器中心的测量小组在现场进行了长达几个月的测量的结果,他们在核电厂区内几公里范围内测量精度到了0.5厘米。变换成相对精度,还不到1e-6(1ppm)。在大气中长度测量相对精度1ppm是个坎儿,一般很难跨越。在地球上测量更长的720km的直线间隔,能比在几公里范围内测量结果还好,简直是不可思议。这里面的根本问题不单是测量技术,还有个测量对象的问题。地球这个“物体”有没有3e-7的稳定(恒定)性呢?镜某认为没有。因为地球表面有潮汐现象,这个力导致的地壳变形可以达到3e-8~1e-7的量级。

          另外有人指出:

          相对论为GPS提供了所需的修正:全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息,精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。

            准确度在30米之内的GPS接收机就意味着它已经利用了相对论效应。华盛顿大学的物理学家Clifford M. Will详细解释说:“如果不考虑相对论效应,卫星上的时钟就和地球的时钟不同步。”相对论认为快速移动物体随时间的流逝比静止的要慢。Will计算出,每个GPS卫星每小时跨过大约1.4万千米的路程,这意味着它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。

            而引力对时间施加了更大的相对论效应。大约2万千米的高空,GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒, GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说:“如果卫星上没有频率补偿,每天将会增大11千米的误差。”(这种效应事实上更为复杂,因为卫星沿着一个偏心轨道,有时离地球较近,有时又离得较远。)”

          用相对论纠正过的时间为基础来推翻相对论,这个实验授时基准实在不敢恭维。

          所以我建议两地各使用2台地面原子钟同时记录时间(总共4台原子钟一起置零),两地的原子钟再进行组合排列交换,就可以消除单个原子钟的系统误差和异地环境误差。

          丁肇中发现J粒子就是花了几个月调试仪器,减低噪声,把实验精度搞上去了才发现新粒子的。

          发现一颗超新星是不是靠的所发出的光?要是那样的话,等到发现光的时候,中微子是不是已经过了。还是说都有记录,到时候作一下重叠来确认某些中微子和光是一个来源?

          估计是这样,因为目前人类无法预报超新星爆发。

          这个实验只是说明中微子的速度可以超过光速,而不是所有的中微子都超过光速吧。

          超新星中微子爆发就在10秒左右,是个中微子爆,应该是个脉冲峰值。如果三种中微子的质量不同,那么可以看到有三个时间间隔的峰值?是否可以利用这个时间差值直接计算中微子的速度了?

          OPERA可以检测到光子和中微子速度差距,那也许应该可以测出3种中微子的速差?如果做不到这一点,证明其误差过大。

          同时测定3种中微子的速度是一个互为内参照的实验,我们可以设计这个实验去挑战OPERA实验。

          换句话也就是说麦克斯韦小妖既然可以鉴别光子和中微子之间的速差,那么它也应该可以鉴别3种中微子之间的速差。

          PS:

          今天正好碰到铁手,提个有关西西河授时标准的建议:西西河目前用的好像是美国西部太平洋时间,能否设立成UTC时间(世界协调时间)?其实就是GMT(格林威治时间)。

          河友们来自全球,有个世界标准统一的时间比较好办,(当然便宜了英国河友)。

          通宝推:铁手,
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