正在接受审议的OPERA实验,其团队得出的结论是否真的可以打败光速?

 

  一个笑话开始于酒吧男侍的一句话:“抱歉,我们不提供中微子服务。”正说着,一个中微子便悄无声息地闪入了酒吧。
 
  9月23日,这则曲折纠缠的幽默随着下面这条新闻已在互联网上盛行:在意大利格朗萨索国家实验室进行的OPERA一次实验测定,中微子超过了光速。中微子从欧洲核子中心(CERN)到达格朗萨索实验室,其间足足旅行了730公里。
 
  大部分物理学家怀疑,在OPERA(利用乳胶寻迹设备开展中微子振荡实验项目)令人吃惊的结果背后可能存在一个未知的系统错误,尽管没有出现什么明显的迹象。“这确实是一场复杂的实验,但他们干得十分专业,”位于伊利诺斯州费米国家实验室MINOS(主注入器中微子振荡搜寻)实验发言人罗布·普伦基特(Rob Plunkett)说。这个实验可能会用来验证OPERA的结论。
 
  OPERA于2006年开始研究稍纵即逝、几无质量的中微子,由于其在旅行中具有转变类型的“震荡”的独特能力,一方面是为适应比过去任何实验更高的精度测量,包括全球定位系统(GPS)开创性的在中微子飞行路径的两端建立时间参考系;另一方面是为粒子在通过实验仪器不同时段时使用铯原子钟来确定计时。
 
  今年3月,OPERA团队被以下的发现所震惊:其数据表明中微子在穿越同样距离到达时比光速快。“在经过六个月重复检验后,我们决定公布,”法国里昂核物理研究所(IPNL)的OPERA物理学协调员达里奥·奥蒂耶罗(Dario Autiero)说。尽管OPERA大多数成员赞同这个决定,但汉堡德国电子同步加速器(DESY)的物理学家卡伦·哈格纳(Caren Hagner)拒绝将自己列入这次发布成果的名单中。她说这无关任何具体问题,而是因为她本指望花更多时间来检验这项发现。
 
  目前,OPERA实验的两项内容正在接受特别审查,包括GPS-同步校准系统和质子束截面。当质子撞击靶标时,产生的副产品就是中微子。通过比对从CERN发出的中微子信号形态和在格朗萨索收到的形状,当时实验者确定了它们的飞行时间(见图)。
 
  另外两个合作团队正在独立地检查OPERA的结果,尽管他们在测定中微子时还不能达到相同的精度。然而,MINOS已经计划升级,它从费米实验室发送一μ介子中微子束到明尼苏达州素丹矿――其距离大致与CERN到格朗萨索相当。
 
  而日本的T2K实验(从位于东海的一台加速器发射中微子到达神冈的超级探测器,其间相距295公里),由于3月11日的大地震被迫中止。但也有科学家讨论将其升级,用于检验OPERA的结果。
 
 

资料来源 Nature

责任编辑 则 鸣