超光速中微子揭示科学的内部运作

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


看起来超光速中微子事件——或者现在应该说是亚光速或者同光速?——可能接近尾声了。上周五,欧洲核子研究中心(CERN)更新了他们关于最初OPERA实验结果的声明,其中包含了来自ICARUS的新结果,ICARUS是意大利格兰萨索实验室的另一个实验。

以下是声明中的重要部分

ICARUS的测量,使用了去年来自欧洲核子研究中心的短脉冲束,表明中微子在两个实验室之间的旅程中没有超过光速。

[...]

ICARUS实验具有独立于OPERA的计时系统,并在去年测量了来自欧洲核子研究中心的束流中的七个中微子。这些中微子的到达时间都与光速一致。


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ICARUS实验还向arXiv.org上传了一篇论文,如果您想了解更多关于他们如何进行实验的细节。(或者如果您喜欢句子措辞奇怪,例如:“结果与所有事件以相同的速度(即光速)同时到达相符。”)

所以,就这样了。或者真是这样吗?

在更新后的声明中,欧洲核子研究中心研究主任塞尔吉奥·贝尔托卢奇强调了科学实验严谨性的重要性。贝尔托卢奇说

格兰萨索的BOREXINO、ICARUS、LVD和OPERA实验将在五月份使用来自欧洲核子研究中心的脉冲束进行新的测量,以给我们最终的结论。此外,格兰萨索正在进行交叉检查,以比较OPERA和LVD两个实验之间宇宙射线粒子的计时。

我们拥有的测量越多,我们就越能确定结果。但证据开始表明最初的OPERA实验结果是错误的。

贝尔托卢奇接着说

无论结果如何,OPERA实验在公开其测量结果以接受广泛审查,并邀请独立测量方面,都表现出了完美的科学诚信。这就是科学的运作方式。

[重点为我所加。]

一位本博客的评论员表示,整个超光速中微子事件(我很喜欢这样称呼它)是“沟通的失败,而不是物理学的失败。” 但我认为这不一定是任何方面的失败。

正如许多人指出的那样,OPERA的表现完全符合他们的应有表现。他们不可能在进一步检查结果之前就搁置结果。结果最终会泄露出去,而他们保持沉默无助于猜测或科学发展。更重要的是,独立的测量总是好的。理论上,开放总是好的。

当他们宣布他们的结果时,他们以尽可能最好的方式进行了。在声明中,合作组织表示

鉴于这种结果可能产生的深远影响,在能够反驳或确立该效应之前,需要进行独立的测量。

一旦结果公布,媒体不可能不报道。如果结果是真的,它将永远改变物理学。关于最初结果的文章的总体基调表明,大多数新闻媒体对结果持怀疑态度。这是件好事。与其说是“哦,我的天哪,快跑啊,因果关系不复存在了!”,不如说是“哦,瞧,一些物理学家可能证明爱因斯坦错了,真奇怪,是吧?”。

好吧,整个“有问题的接线”更新太有趣了,忍不住要取笑一下。但这是无伤大雅的。我不认为任何评论它听起来有点傻的人都在暗示科学家犯这个错误很愚蠢。我当然没有暗示这一点。

在某种程度上,将结果归咎于像有问题的接线这样普通的实验错误反而令人欣慰。它提醒我们,科学是由科学家完成的,他们也是人,并且像其他人一样会犯错。(只是他们的错误几乎意外地推翻了爱因斯坦的相对论,而不是导致吹风机坏掉。)

事实上,我倾向于认为,超光速中微子事件对科学与我们其余人之间的关系相当有益。或者,至少,它有可能是有益的。也许现在我们可以停止假装科学是一个庞大的、没有人情味的实体,它以科学论文的确切大小的增量向前发展。也许我们可以意识到科学和科学家会犯错误,但这没关系。

如果超光速中微子的故事是任何方面的失败,那就是我们思考科学的方式。塞尔吉奥·贝尔托卢奇说“这就是科学的运作方式”是对的。我们只需要习惯它。

Kelly Oakes has a master's degree in science communication and a degree in physics, both from Imperial College London. She started this blog so she could share some amazing stories about space, astrophysics, particle physics and more with other people, and partly so she could explore those stories herself.

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