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宇宙的一種基本粒子,神秘的它能打破「光速不可超越」嗎?

中微子,是宇宙中一種基本粒子,它非常小,打個比方,如果原子就是太陽系,那麼中微子就相當於一個高爾夫球!

中微子和物質發生作用的幾率非常低,以至於很容易被錯誤讀數所掩蓋,例如被自然發生的放射性讀數,或者是宇宙射線這樣的帶電粒子撞擊引起的讀數。研究中微子的唯一方法就是找到儘可能排除這些干擾粒子的方法。

地下深處是研究中微子的自然實驗室,科學家們在那裡可以研究中微子的特性,實驗室中包含一個巨大的探測器用來探測儘可能多的中微子,探測器發現並計數中微子,希望能夠檢測中微子的特性,從而使我們知道更多中微子的特徵。

一開始,中微子的速度並非科學家們關心的首要問題,他們試圖弄清三種不同類型的中微子如何形成的,以及它們的特徵是什麼。

實驗的第一步是製造出一些中微子,科學家們轉戰到另一個地下實驗室,位於瑞士的歐洲核子研究組織,CERN因其大型強子對撞機而聞名。科學家們先產生一束質子,然後在圓形質子同步加速器中進行加速,質子束隨後進入超級質子同步加速器進行進一步加速,然後就能獲得高能質子束,猛烈轟擊目標:石墨。

如此就產生了獨特的亞原子混合物,其中就包括中微子,隨後中微子將向格朗薩鎖方向飛去,730公里的路程中微子需要花費2.4毫秒。在CERN的加速器中,每天都有數十億中微子產生,它們穿過地殼到達OPERA探測器。

即使有數十億中微子湧進實驗室,探測它們仍非易事,關鍵就是位於格朗薩索中心部位的巨大探測器,它由150000個鉛塊構成,重大4500噸。鉛特別稠密,這會增加中微子撞擊原子核的幾率。

當中微子衝進鉛的原子核,就會產生帶電粒子,這會以微小閃光被探測到,這個過程每天會產生大約30次閃光,這也提供了更多研究關於中微子的機會。

雖然這個實驗的設計是從非常基礎的角度來研究中微子的特徵,中微子的類型以及它們可能的如何相互轉化,但是還可以研究更多中微子的基礎特徵。OPERA認為他們還可以測量中微子的移動速度和時間。

當科學家們開始測量中微子到達需要花費的時間時,它們似乎比物理學規則早到了一會,相對於一束光走完相同的路程早到了十億分之六十秒或者說60奈秒,那意味著中微子比光速還要快!

僅僅快了這麼一點或許你覺得無所謂,但物理學可不是這樣的。絕對速度限制的根本就是絕對性,在任何情況下都不能被超越,不管超過的有多麼微小,在我們如今對宇宙的理解中,那是不可能發生的。

研究者們自己都被結果震驚了,他們花好幾個月的時間來尋找錯誤,他們尋找相關專家,同時進行數百次研究數學尋找錯誤,甚至把義大利和瑞士之間的大陸移動導致的機器微小的距離改變都考慮了進去,但還是不能發現任何錯誤。

所以他們決定發表研究結果。當消息傳出,引起了巨大轟動,沒有物體能比光速更快的理論受到挑戰,如果真的屬實,在物理學界將是一場地震。如果光速被證明不是絕對速度,所有的教科書都得重頭再來。不過有人認為測量可能出錯或者其他未知因素,但無論如何,OPERA發表研究結果並非抱著必勝信念,而是請求科學界探索他們可能發下的錯誤!

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