歐科學家實驗驚見// 微中子比光速快 挑戰相對論

2011-09-24

〔編譯俞智敏、記者湯佳玲、林曉雲、陳怡靜/綜合報導〕歐洲核子研究組織(CERN)科學家二十二日宣布,他們在研究中發現,微中子(neutrino)的亞原子粒子移動速度比光速還快,如果此項發現被證實為真,可能推翻愛因斯坦相對論中「宇宙中沒有任何物體可快過光速」的物理基本定律,影響極為重大;不過,CERN發言人吉利斯表示,大多數科學家都認為「這不可能是真的」,可能是系統誤差所引起。

CERN這項名為OPERA(Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus)的實驗計畫發言人艾瑞迪塔多表示,科學家花了三年時間,自CERN位於瑞士日內瓦附近的研究中心,利用光束產生一萬五千束微中子粒,再用粒子加速器把微中子發射到七百三十公里以外的義大利格蘭沙索的地下實驗室,結果發現微中子抵達時間竟然比光速快了六十奈秒(nanosecond),而且誤差範圍只有十奈秒。一奈秒是十億分之一秒。

每秒比光速快了6公里

科學家表示他們記錄到微中子移動的速度為每秒三十萬零六公里,較每秒約三十萬公里的光速更快。

艾瑞迪塔多表示,科學家對這項結果深具信心,因為研究人員已經花了好幾個月的時間反覆檢查任何可能扭曲測量結果的因素,但卻一無所獲,現在希望接受其他科學家檢驗。

目前全球只有兩間實驗室有能力複製此項研究,位於日本的實驗室受到今年三月的福島震災影響,目前暫停作業;位於美國芝加哥郊外的費米加速器實驗室(Fermilab),曾於二○○七年提出類似的超越光速研究結果,但該項研究的誤差範圍太大,重要性大打折扣。

費米實驗室研究團隊發言人湯瑪斯教授也說,要精準測量上述研究中的距離、時間與角度十分困難,他們已經開始運作實驗的粒子束,試圖證實或推翻此項新發現,但費米實驗室測量系統不如CERN實驗室那麼精確,也無法馬上升級。

根據愛因斯坦於一九○五年提出的「特別相對論」,每秒移動約達三十萬公里的光速為「宇宙常數」,宇宙間沒有其他物體速度比光速更快。這項理論歷經逾一世紀的反覆檢驗均未被推翻,更已被視為現代物理學用來描述宇宙運作方式的「標準模型」之重要元素。許多科幻小說也都假設,如果光速障礙可被打破,穿越時空在理論上就行得通。

多數科學家:怎麼可能

假如科學家真的發現微中子的速度快過光速,等於表示愛因斯坦理論必須重寫,中研院院長翁啟惠昨天乍聽之下直呼:「怎麼可能?」中研院高能物理學者指出,CERN實驗室是國際公認具公信力的大型研究機構,該實驗也有上百名科學家具名,應有公信力,不過任何物理研究發現都須經過「同儕審查」,也就是被任何一個知名期刊採用刊登後,才算是初步通過檢驗,目前檢驗程序尚未完備。

曾參與「大強子對撞機」計畫的中央大學物理系教授張元翰也說,該實驗尚未受到科學界認可,即便是CERN實驗室自己也認為要審慎看待,「愛因斯坦的相對論若被推翻,這個關係太重大了!必須很審慎檢驗。」

台大天文物理所教授陳丕燊也認為,OPERA實驗目前只能說是「挑戰」,還不能說是「推翻」愛因斯坦的狹義相對論,日本團隊T2K也在做微中子研究,應該會有所回應。(相關新聞刊A套生活)

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  • 圖右為研究計畫發言人艾瑞迪塔多,左為計畫負責人奧泰里歐。(法新社)

    圖右為研究計畫發言人艾瑞迪塔多,左為計畫負責人奧泰里歐。(法新社)

  • 歐洲核子研究組織(CERN)科學家22日宣布,名為OPERA研究計畫發現微中子的速度超越光速,可能推翻愛因斯坦相對論。圖為CERN實驗室設備。(法新社檔案照)

    歐洲核子研究組織(CERN)科學家22日宣布,名為OPERA研究計畫發現微中子的速度超越光速,可能推翻愛因斯坦相對論。圖為CERN實驗室設備。(法新社檔案照)

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