比光速更快微 中子推翻相對論？
中國時報【潘勛／綜合報導】日期:2011/09/24 05:30 潘勛／綜合報導
「歐洲核子研究中心」（European Center for Nuclear Research,ＣＥＲＮ）團隊廿二日表示，他們對亞原子粒子微中子進行研究，發現微中子的速度每秒達卅萬零六公里，比光速還快六公里，如果實驗成果證實無誤，將推翻愛因斯坦相對論「宇宙沒有任何物質可以超越光速」的定律。
愛因斯坦在狹義相對論中提出光速是宇宙終極速度，諸多現代物理學便是奠基在沒有別的物質可以超越光速而發展。科學界曾進行數千次實驗，想更精確地測量光速，卻從未發現有任何粒子能打破光速極限。但ＣＥＲＮ研究員艾瑞迪塔多博士與同事最近三年對微中子進行實驗，發現微中子比光速更快。微中子有多種型態，最近科學界還發現微中子會自發地改變型態。
艾瑞迪塔多團隊進行實驗時，準備了一束「渺子微中子」（muon neutrino），由位在瑞士的ＣＥＲＮ發射到遠在七百卅二公里外義大利的格蘭沙索（Gran Sasso）實驗室，擬觀察有多少變成「濤子微中子」（tau neutrino）。實驗過程中，研究員發現微中子在相同距離中，比光速快了六十奈秒（即十億分之一秒），雖然微小，但很恆定。團隊測量微中子速度約一萬五千次，統計意義上達到科學界認定為正式發現的程度。
但ＣＥＲＮ團隊也瞭解，通稱為「系統性錯誤」的情形很容易讓一項有誤的研究成果，看來好像真的打破光速極限，因此將研究數值出版並貼上網路，供科學界檢驗挑錯。
艾瑞迪塔多表示，他的夢想是另一項獨立進行的實驗能產出相同成果，如此他才能釋然；他說截至目前還不能宣稱打破光速極限，唯希望學界能幫忙瞭解ＣＥＲＮ「瘋狂的」實驗結果，原因是打破光速極限真是太瘋狂了。
歐科學家實驗驚見// 微中子比光速快 挑戰相對論
〔編譯俞智敏、記者湯佳玲、林曉雲、陳怡靜／綜合報導〕日期:2011/09/24 04:21
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）
顛覆狹義相對論?學者︰須非比尋常證據
〔自由時報記者湯佳玲、林嘉琪、陳怡靜、林曉雲／台北報導〕日期:2011/09/24 04:21
愛因斯坦狹義相對論，是物理界公認的基本理論，國立自然科學博物館館長孫維新說：「狹義相對論是指在真空中的光速是宇宙最快的速度。」科學家不但據此發展出質能互換理論，並從核融合到原子能，發明了核能、原子彈等，學界也據以推算出恆星的年齡；一旦微中子比光速還快的研究被證明為真，狹義相對論恐被推翻，許多相關物理理論都將需要被修正。
但是孫維新強調：「唸科學的人不該被權威教條綁住。」愛因斯坦當初就是質疑他的老師，才會提出重大發現。
中央大學物理系教授張元翰說，科學界過去曾研究過超新星爆炸，看到光也看到微中子，若微中子真的跑得比光速快，微中子應該比光速早一年到達地球，「但當時是光比微中子還快了幾個小時」。
台大天文物理所教授陳丕燊表示，「任何非比尋常的主張，都需要非比尋常的證據」，因此ＣＥＲＮ團隊有責任說清楚該實驗的「不準度」（誤差）問題，也要說明如何克服目前供確定時間的ＧＰＳ不準度都有數十個奈秒，為何ＯＰＥＲＡ可以做到只有十個奈秒的誤差。
假設研究成真 時光旅行不是夢
台大物理系教授高涌泉表示，所有科學家都想「屠龍」，挑戰愛因斯坦狹義相對論，但至今仍無人可以成功ＰＫ愛因斯坦，「愛因斯坦仍然穩坐最重要科學家的寶座」。但歐洲這個實驗可以讓人們重新思考，時間似乎不會只是再像「潑出去的水難收回」，「假設」真的有其他物質比光速更快，在某種情境下，人們「或許」可以「回到過去」，像哆啦Ａ夢或是電影劇情般時光旅行可能成真。
中研院微中子專家、物理所研究員王子敬解釋，微中子是沒有重量的粒子，與電子是一個配對，當電子釋出時、微中子也會跑出來，不同的是微中子不帶電。生活中到處都是微中子，只是人們看不見、也感覺不到。
中研院物理所副研究員侯書雲指出，愛因斯坦相對論中，光速是最快的，也是守恆的。現今生活中的高科技，不論是Ｘ光、雷達、手機、電磁波等都是光守恆的產物，一百多年來以此為架構的物理原理沒有找到任何破綻。
如果光不守恆，王子敬說：「由於光子效應不同，挑戰對目前時間與空間認識，將對科學家造成革命性影響。」侯書雲補充，會影響到的是太空科學，例如計算星星有多遠或是暗物質距離等，但並不會對民生生活造成實質影響。
原能會核能研究所所長馬殷邦則表示，愛因斯坦E=mc 的質能互換公式就是核能發電的起源，也是氫彈核融合的原理，不敢想像Ｃ的後面又加了東西會變成怎樣，所以也不敢判斷是否會對核能發電造成什麼影響。
微中子可能打破光速Q&A
更新日期:2011/09/24 04:21 歐洲核子研究組織（CERN）有關微中子移動速度快過光速的研究成果震驚世界，也引起許多科學家的質疑，以下為此一研究的問與答：
Ｑ：何謂微中子？
Ａ：科學家是於1934年首度證實微中子的存在，這是一種幾乎沒有質量的亞原子粒子，是由輻射衰變或類似太陽上的核反應中所產生。微中子有三種，可能有自己的反粒子，從太陽射出時還可能從一種變成另一種，並且能在不被察覺的情況下穿透幾乎所有物質，即使長距離也不會受到影響。科學家表示，每天都有數以百萬計的微中子穿過人體，但物理學家至今仍摸不透微中子的性質。
Ｑ：CERN科學家發現了何種研究成果？
Ａ：科學家表示他們記錄到微中子移動的速度為每秒30萬零6公里，較每秒約30萬公里的光速更快。
Ｑ：研究意義何在？
Ａ：愛因斯坦的特別相對論主張，沒有任何物體的速度能超過在真空中移動的光速，因為光子是沒有質量的。如果科學家能證明擁有極微小質量的微中子速度比光更快，將與愛因斯坦理論發生衝突。
Ｑ：連帶效應為何？
Ａ：愛因斯坦的理論是物理學標準模型的根本要素，此一模型則是用來解釋宇宙間一切事物，從黑洞到大爆炸理論在內的運作方式。假如此一理論被發現有瑕疵，幾乎所有現代物理學理論及自然的根本法則都必須被重新檢驗與思考。
Ｑ：研究結果是否已被證實？
Ａ：此項研究結果連進行研究的CERN科學家本身也感到震驚，因此花了數個月的時間反覆檢查研究數據，最後才決定公布研究結果。CERN已請求美國與日本的研究團隊協助證實研究，然後才會正式宣布這項新發現。
Ｑ：這是否表示Ｅ不再等於mc平方？
Ａ：質能轉換公式（E＝mc2 ）是衍生於特別相對論，目前要質疑此項歷史上最著名的公式仍嫌太早，但科學家最新的發現顯示，此公式所仰賴的關鍵假定之一，也就是沒有任何物體可超越光速，很可能並非完全正確。
（資料來源：綜合外電／編譯俞智敏）
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