美科學家提出中微子很可能是一種超光子
- 發佈時間：2014-12-30 01:30:47 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 最近，美國喬治·梅森大學一位退休物理學家羅伯特·埃利希再次提出中微子很可能是一種超光子（tachyon），即超光速粒子，而他是基於一種比測速度更靈敏的方法——檢測它們的品質。相關論文已被《天文粒子物理學》雜誌接受。
以往人們曾多次提出中微子超光速，最近一次就是2011年的OPERA實驗。義大利研究小組檢測了從歐核中心傳送至OPERA感測器的中微子，提出其速度比光要快一點點。但重復檢測時卻發現結果出了錯——是一根光纜松了造成的。
據物理學家組織網12月26日報道，埃利希假設超光子有一個假想品質，或一個負品質的平方。這種假想品質粒子有著奇特性質，在損失能量時反而會加速。中微子假想品質的數量級在0.33ev（電子伏特），或電子的百萬分之一的2/3。他用了六種不同的觀察，包括宇宙射線、宇宙學和粒子物理學，所有方法都在誤差幅度內推導出了這一值。
如果存在超光子，就會和相對論産生矛盾。早在1962年，印度裔美國物理學家喬治·蘇達山和同事就提出了“超光子”概念作為相對論的一個漏洞，而愛因斯坦認為，對粒子（或宇宙飛船）來説，加速到光速或超過光速是不可能的，因為所需的能量會無限大。而蘇達山和同事提出，即便如此，如果在粒子對撞中，最初産生的新粒子超過了光速，就無需加速或無限大能量——雖然這對宇宙飛船來説是不可能的。
在超光子概念提出後的幾十年，許多科學家努力尋找它們而無果。到1985年，三位理論科學家喬多斯、豪瑟和考斯特萊基認為，超光子可能就藏在人們的眼皮底下，中微子就是超光子。他們提出，當質子以足夠高的速度飛向我們時，可能會發生β衰變。一般這種情況是不可能發生的，這會讓質子無法保持能量，但如果中微子是超光子，情況就不一樣了，在某種參照係中，能量可能是負的——這樣的負能量超光子能逆時間而行。
埃利希于1999年在研究宇宙射線的基礎上開始尋找超光子。除了宇宙射線研究以外，他的新結果還有4個其他領域的數據支援，因此更加可靠。此外與OPERA實驗的錯誤不同的是，目前還沒有已知的觀察證據與埃利希的結果明顯矛盾，因此他的假設不能被證偽，但也不能説就是對的。
檢驗這種假設的方法可能來自德國的KATRIN實驗，通過觀察氚元素β衰變中的光譜形狀，有可能揭示中微子的品質。其他基於高能宇宙射線的實驗，用現有數據就能做。當然，在你能設計一種“超光子電話”，給過去的自己打電話之前，讓其他科學家來檢驗埃利希説的是否正確，才是謹慎的做法。
（常麗君）
