我们都知道光速最快,每秒钟近30万公里,宇宙中光速最快基本是一条常识,那么就没有比光速还快的东西吗?
科学家通过对基本粒子的研究发现,有一种东西或比光速还快,这种东西就是中微子。
中微子又译作微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,它不带电,质量非常轻,小于电子的百万分之一,光子打在物体上会被阻挡,但中微子不会,或许它比光子更小,它竟能穿越物体而过,就是穿过地球,也几乎丝毫不受影响。
那么中微子的速度有多快呢上世纪80年代早期,科学家就对中微子的速度进行过侦测,主要是透过从脉冲质子束射击而产生的脉冲π介子束来测量中微子的速度。当带电的π介子衰变,就会产生渺子中微子或电子中微子。透过在射击方向的异处检测中微子出现的时间,就可测量出中微子的速度。结果显示中微子的速度是光速,与假设相符。
后来又有人进行了类似的实验,但测量中微子的方法改用了MINOS侦测器,实验测出了一颗能量为3 GeV的中微子的速度达1.000051(29) c(C为光速)。由于这个速度的中间值比光速还要快,科学家当时认为实验的不确定性太大,并且认为中微子的速度应该不可能超过光速。
后来人们观测到超新星SN 1987A的爆发,这样的爆发事件会产生大量的中微子,当时世界各地有三台中微子侦测器各自探测到5到11个中微子,一共测到24个,这数量相对平时是十分高的。但更有趣的是:这些侦测器是在SN 1987A爆发的光线来到地球之前3小时侦测到的。针对此现象,当时科学家把它解说为因为“中微子于超新星爆发时比可见光更早被发射出来,而不是中微子比光速快”,而这个速度亦与光速接近。然而此说并不太令人信服,对于拥有更高能量的中微子是否仍然符合标准模型扩展仍然有争议。
到了2011年9月时,意大利格兰萨索国家实验室旗下的OPERA实验室进行了中微子速度实验,研究人员观测到中微子的移动速度比光速还快。根据这项对渺中微子的研究,发现当平均能级达到17 GeV的渺中微子从CERN走到LNGS,所需的时间比光子在真空移动的速度还要快 60.7 纳秒,这些中微子以光速的 1.0000248 倍运行,是实验的标准差10纳秒的六倍,说明了这种能量级下的中微子速度“比光速快6公里”。
这是为什么呢?一个主要的原因是中微子比光子更小,质量更轻。所以受到的阻力就越小,速度更快。因为同样不带电荷,质量又轻,可能体积也更小,所以在与其它物质相遇时损失很少,通常越基本,越小的基本粒子,在传递中损失的能量就越小。所以中微子比光束快是有可能的。
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