[新聞] 小粒子大爭議的背後
小粒子大爭議的背後
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新華網北京2月24日電 一個廣泛存在于宇宙中的小粒子——中微子最近在科學界
引起大爭議。歐洲研究人員進行的“中微子超光速”實驗幾乎將現代物理學的基礎徹底推
翻。但新的疑點又讓人們質疑實驗結果的準確性。這一質量極小的粒子到底是什麼?它的
移動速度真的比光還要快嗎?
在粒子物理的理論中,中微子屬于構成物質世界的最基本粒子。20世紀30年代,
科學家發現原子核在衰變前後的能量不一致。物理學家泡利對此提出假設,有種粒子“竊
走了”能量。這一假說在25年後終被證實,這個竊走能量的“小偷”就是中微子。
中微子廣泛存在于宇宙中。它可以自由穿過地球,很難與任何物質發生作用。同時,
它有很強的穿透力,即便是地球直徑那麼厚的物質也能穿過。因此對研究人員來說,如何
捕捉和探測這一粒子一直是個很頭痛的問題。
對中微子的研究具有廣泛的意義。從實用方面來說,中微子的特性能在通信、地球斷
層掃描等領域得到廣泛應用。從更高的層面來說,它自身的特性和運行方式可以揭示宇宙
質量及浩瀚太空中各種星體的許多奧秘。這種粒子還與宇宙發展和“暗物質”的存在有直
接關係,有可能成為人類打開新物理學之門的鑰匙。
中微子的移動速度一直是科學界關注的焦點。此前,許多科學家認為該粒子沒有質量
,以光速持續移動。但在上世紀末,日本研究人員已通過實驗證實它具有微小的質量,但
它的運行速度與光速的差別一直是個謎。
去年9月,意大利格蘭薩索國家實驗室下屬的一個名為“OPERA”的實驗裝置接
收了來自歐洲核子研究中心的中微子,兩地相距730公裏,中微子跑過這段距離的時間
比光速還快了60納秒(1納秒等于10億分之一秒)。
這一結果在科學界引起不少爭議。因為,作為現代物理學重要支柱的相對論認為,沒
有任何物體的速度能超越光速(約每秒30萬公裏),如果真的證實有物質的移動速度比
光速還快,整個物理學理論體係或許會因此被推翻重建。
歐洲核子研究中心23日在公報中承認,“中微子超光速”可能有誤,該機構參與的
名為“中微子振蕩實驗”的項目中使用的測速方法存在問題。實驗結果的準確性還有待進
一步驗證。
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