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最近关于中微子明显超过光速的惊人声明，最初让人感到惊讶，随后是普遍不相信。尽管几乎所有有记录的科学家都期望这一发现会在更详细的分析进行后消失，但仍有数十名研究人员正在探索这个问题，该问题的答案可能会动摇物理学的基础：如果这个异常现象是真实的呢？
中微子是幽灵般的粒子，仅与普通物质发生微弱的相互作用。每秒钟都有数万亿个中微子穿过我们的身体。上个月，来自欧洲 OPERA（乳胶跟踪装置振荡项目）合作组织的研究人员报告说，他们测得的中微子脉冲速度似乎比光速略快。考虑到阿尔伯特·爱因斯坦长期且经过充分检验的狭义相对论所设定的宇宙速度极限，这似乎是不可能的，但多年来，中微子已被证明充满了惊喜。例如，在 1990 年代后期，在被认为与此相反的数十年之后，人们发现它们具有质量。
做出超光速中微子假定发现的 OPERA 科学家的可信度是毋庸置疑的。“这是合法的、专业的科学——这些人不是疯子，”夏威夷大学马诺阿分校的中微子物理学家约翰·莱尔德说。丹麦奥胡斯大学的天体粒子物理学家斯蒂恩·汉内斯塔德也同意“该实验没有明显问题”。尽管如此，汉内斯塔德补充说，“在任何一年中，实验中都会出现一个或多个此类异常现象——对于中微子物理学尤其如此，该领域的测量非常困难。”
几乎所有接受采访的物理学家都强烈怀疑结果会成立，包括实验者自己。最近的计算还表明，任何以快于光速传播的中微子，在到达探测器之前都会辐射出大部分能量，而研究人员并没有看到这种情况。
尽管如此，如果科学家真的发现了超光速中微子，“这可能代表着近一个世纪以来基础物理学最大的革命，几乎每位物理学家都喜欢这个挑战，”莱尔德说。因此，大量研究已经涌现，以解决 OPERA 的结果，包括一些提出新的物理学来解释这些发现的研究。
一些研究人员提出的一种解释是，中微子可能正在穿越我们熟悉的三维空间和一维时间之外的额外维度。因此，从我们的角度来看，它们似乎只是以快于光速的速度传播。这个想法将保持爱因斯坦的相对论完好无损，并有助于结束关于额外维度是否真实存在的数十年争论。
“然而，这些模型存在其他潜在问题，”汉内斯塔德说，他是对中微子结果进行潜在额外维度解释的研究人员。例如，他指出，从穿越额外维度传播出来的中微子脉冲，其属性可能与 OPERA 研究人员实际检测到的脉冲不同。
另一个概念是，中微子在地球内部的传播速度可能比在空旷空间中更快，地球本质上就像一个透镜，法国巴黎狄德罗大学的理论物理学家德米特里·塞米科兹说。“我们可以对我们的提议进行多次检查，”他补充道。“特别是，它预测效果与中微子波的强度成正比。OPERA 和 MINOS 合作组织可以使用他们已经拥有的数据来通过实验验证这一点。”（MINOS，主要注入器中微子振荡搜索，是美国一项竞争的中微子实验）
暗能量，这种神秘的力量显然驱动着宇宙加速膨胀，或者暗物质，这种尚未确定的物质构成了宇宙中约 85% 的物质，可能反而是一种解释，肯塔基大学列克星敦分校的理论物理学家苏珊·加德纳认为。该观点认为，光子可能比中微子更强烈地与暗宇宙相互作用，因此由于整个宇宙中发现的暗物质和暗能量减慢了光速，因此在地球上测量的光速可能低于其理论速度。因此，地球上的中微子可能只会比我们迄今为止发现的最高光速更快。
对加德纳模型的挑战来自于对超新星 SN 1987A 发出的中微子的分析，该分析有力地表明了以太粒子遵守宇宙速度极限。然而，也许光和中微子并非如假设的那样同时从爆炸中发出，而是恒星实际上在发出光之后发出了超光速中微子。“在 SN 1987A 之前，理论告诉我们蓝色超巨星不会爆炸——SN 1987A 的出现令人有些意外，”加德纳说。也许这次爆炸与更常见的超新星表现不同，其中微子和光脉冲在时间上相隔更远，而且天文学家只是出于奇妙的巧合才探测到它们靠得如此之近。
为了帮助解决中微子之谜，OPERA 和MINOS将继续对中微子速度进行越来越精确的测量。
“我认为我们所要做的就是坐下来为我们的 OPERA [和] MINOS 同事欢呼，大约在两年后，我们将知道是否真的感到兴奋，”莱尔德说。“这是一个科学实践的绝佳范例，一场精彩的戏剧正在上演。它要么是一个看似必然会产生巨大且未知后果的奇妙发现，要么就是一个错误。如果下注认为结果不正确，那将是愚蠢的，但这些结果显然不是错的。敬请关注！”