最近引起轰动的中微子超光速一事,由于不清楚实验细节,所以不敢妄加评论。 看了这篇文章,我不禁有如下疑问: 1.中微子可在地球中自由穿行,如入无人之境,可以从CERN 穿过地球到达Gran Sasso 。可是光子是如何沿同一路径从CERN 穿过地球到达Gran Sasso 的?如果不是同一路径进行的实验,实验结果的可靠性就值得怀疑。 2.有人可能说从CERN 到Gran Sasso 有地下隧道,恕我孤陋寡闻,11公里深处的隧道我没听说过。 3.这段质疑很有道理:该实验与超新星1978A 的观测结果矛盾。超新星爆发时会产生强光及中微子。1978A爆发时,小柴昌俊,(Masatoshi Koshiba,获2002年物理诺奖 )的地下中微子实验室接受到了中微子信号。而且,中微子信号到达时间几乎同1978A的光信号几乎一样。由于1978A距地球约17万光年,如果光速度与中微子速度哪怕只有极小(10-9)的差别,中微子信号也不可能与光信号同时到达地球。跑得快者先到,慢者后到。而CERN - Gran Sasso 结果是光速度与中微子速度有10^-5 的差别。果如此,光信号将比中微子信号晚很多年。 这是我从网上搜到的文章,供大家参考: http://hi.baidu.com/ÕæÕýµÄ·Ôںη½/blog/item/dee597513cdd003842a75b92.html> 跑快了的中微子 E=mc2 中的c 不是常数了 !似乎爱因斯坦就要完蛋了! 别忙着下结论,先看一下CERN 和Gran Sasso 到底干了什麼。 CERN 和Gran Sasso 两个实验室我都去过。前者拥有世界最大的粒子加速器,后者是世界最大的地下的粒子和天体物理实验室。CERN - Gran Sasso 的中微子实验,想法很简单,如图1所示,在日内瓦的CERN(图左边)产生一束中微子,射向意大利的Gran Sasso (图右边)。 他们 测量中微子从CERN 飞到Gran Sasso的时间,又知道,CERN 到Gran Sasso的距离,就测得中微子的飞行速度了。 图1: 虚线是 中微子从 CERN 到Gran Sasso 传播途径 由于地球是球状的,中微子从 CERN 到Gran Sasso 的直线传播途径都在地下。中微子可在地球中自由穿行,如入无人之境。中微子传播途径(图1的虚线)对应的地面上,有许多有名的地方:勃朗峰 (阿尔卑斯山的最高峰),Piemonte (葡萄名酒产地),佛罗伦萨(文艺复兴的源点),Arezzo (著名电影"美丽人生"的故事背景所在地,影片在戛纳电影节试映时,全体观众起立鼓掌长达12分钟之久,个个含泪步出影院。它是我看过的所有二战影片中,最好的)...... 中微子地下直线穿行距离732公里,根据中微子在CERN的发射时间和在Gran Sasso 接受时间,就可求出中微子的穿行速度。该实验团队宣称,中微子的穿行速度比标准的光速(299792458 米/秒)大 0.0025%。昨晚,他们的论文已在网上贴出(见arXiv:1109.4897v1),题目是"Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector",作者共174人,来自大小诸国。在大国中,有法,意,日,德,俄,没有美,英,中。 直到写此文的时候,同行对CERN - Gran Sasso 结果的态度,似乎持保留或观望的居多(当然,我是在美国的统计)。 原因之一是,它与超新星1978A 的观测结果矛盾。超新星爆发时会产生强光及中微子。1978A爆发时,小柴昌俊,(Masatoshi Koshiba,获2002年物理诺奖 )的地下中微子实验室接受到了中微子信号。而且,中微子信号到达时间几乎同1978A的光信号几乎一样。由于1978A距地球约17万光年,如果光速度与中微子速度哪怕只有极小(10-9)的差别,中微子信号也不可能与光信号同时到达地球。跑得快者先到,慢者后到。而CERN - Gran Sasso 结果是光速度与中微子速度有10-5 的差别。果如此,光信号将比中微子信号晚很多年。 所以,还不忙接受CERN - Gran Sasso 的结果。 等等看, CERN - Gran Sasso 的中微子实验结果能否被其他独立的实验证实。日本的超级神冈探测器,美国费米实验室的设备,都可能重复做类似的实验。 有人已经急着建立新理论了,说中微子速度之所以比光快,是因为中微子走了(高维空间中的)捷径云云。暂时不必当真。 1987年,Gran Sasso 实验室正在建设时,我去过一次。Gran Sasso 实验室建在Gran Sasso 山底部。它由三个大山洞组成。山洞之间有隧道相通。与外界联系也是隧道 (图2) 图2:Gran Sasso 实验室的示意图。它由三个实验室山洞和隧道组成。隧道可通汽车。 Gran Sasso 实验室由意大利修公路的公司承建。意大利的高速公路,山洞极多。给实验室挖几个山洞,不在话下。听说,贵州的高速公路也是意大利公司承建,因为山洞极多。 2006 年,当CERN - Gran Sasso 中微子实验在建设时,我又去过 Gran Sasso (图3)。从照片可以看到山洞实验大厅的规模,CERN-Gran Sasso 中微子实验的终端探测器OPERA (The Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus),即建于此大厅里。OPERA这个名字是着意取的,不懂一点威尔弟,普契尼,大概很难混进OPERA 团队 图3: 2006年我和同事访问CERN-Gran Sasso 中微子实验山洞。 Gran Sasso 是风景旅游胜地(图4)。但在 Gran Sasso实验室里工作,却极为单调烦闷,因为环境孤立。只有在孤立安静的环境中才有可能探测到中微子的微弱信号。在 Gran Sasso实验室,常常雇人来做单
图4,Gran Sasso 景观 调烦闷的工作,但工资不菲。九十年代时,Gran Sasso实验室一直雇有这类中国雇员。他们大多是中国科学院的年轻研究人员。现在几乎没有了,或雇不到了,因为中国科学院的工资也不菲了。 CERN-Gran Sasso 的中微子超光速实验,励之 方 9/23/ 2011, Tucson
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