「幽靈粒子」讓「穿越」成真?(圖)

2020-12-07 中國青年網

用月球探測中微子

　　日前，歐洲科學家稱發現了超光速中微子（又叫「幽靈粒子」）：在同樣的時間內，在長達730公裡的隧道裡，中微子比光子多跑了18米，即每秒鐘比光速多「跑」6公裡。愛因斯坦認為，最快的速度是光速，沒有任何速度能超越光速，因此有了「相對論」。如果超越光速的物質真的存在，人們對世界的認識是否會顛覆？並實現「穿越」時空的夢想呢？

　　A「幽靈粒子」速度超光速

　　幽靈粒子，是指中微子。中微子很神秘，一個小小的粒子，居然能穿過地球。說它神秘，還因科學家猜想，宇宙中的中微子，像一個幽靈在飄蕩，怎麼也捉不到它。甚至，每天可能有數以萬計的幽靈粒子穿過我們的身體，但我們根本感覺不到它。

　　如今，神秘的中微子終於在地下1400米深的實驗室裡露面了。科學家們捕捉到了它，而且發現了它的「超光速」。但是，需要說明的是，被捉住的幽靈粒子還太少太少。

　　那麼，為什麼它難以捕捉呢？有人說，中微子的質量是零，因為沒有質量，中微子才能在真空中以超光速運動。

　　日前，《自然》雜誌網站宣布，義大利格蘭薩索國家實驗室「奧佩拉」項目研究人員使用一套裝置，接收到730公裡外、設在瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心發射的中微子束，並發現中微子比光子提前60納秒（1納秒等於十億分之一秒）到達，即每秒鐘多「跑」6公裡。

　　據實驗室方介紹，接收中微子束的裝備上，配置了複雜的電子和照相器材，重1800噸，埋在格蘭薩索國家實驗室地下1400米深處。3年來，「奧佩拉」的研究人員記錄了大約1.6萬個從歐洲核子研究中心發射的、穿透地層的中微子束。

　　瑞士伯爾尼大學物理學家安東尼奧·伊拉蒂塔是「奧佩拉」項目發言人，他說：「這是一個直接的物理測量。我們通過測量距離和時間，再將兩者相除得到速度，就像你在高中學到的那樣。」

　　隨後，伊拉蒂塔補充說，這套接收裝置與歐洲核子研究中心之間的距離精度為20釐米以內，測速精度為10納秒以內。

　　B 不少科學家態度很謹慎

　　針對「奧佩拉」項目實驗結果，全球不少科學家都持謹慎懷疑態度，聲言需進行更多實驗確認。

　　霍金說：「目前，對中微子發表評論還言之過早，必須進行更多實驗及澄清工作。」霍金是當代享有國際盛譽的廣義相對論和宇宙論家。1988年，他撰寫了《時間簡史》，出版後轟動至今。澳洲物理學家科斯特拉也說，義大利的「奧佩拉」實驗室可能在計算上出錯。

　　實驗室方的安東尼奧9月26日特意對記者表示，對於可能算錯，他們在實驗時同樣考慮過，並對此進行了反覆的檢查，包括能夠想到的各種客觀因素。安東尼奧表示，他們在三年的時間中總共進行了1.5萬次中微子發射，每一次的結果都指向同一事實。

　　C 「穿越」還只是理論

　　南京大學核物理學專家宗紅石教授表示，不太相信超光速的中微子存在。「如果超光速中微子真的存在，那麼整個現代物理學的基礎就會發生動搖。愛因斯坦的相對論是現代物理學基礎理論之一，認為任何物質在真空中的速度都無法超過光速，這也是人們理解空間與時間的理論依據。如果連這個基礎動搖了，就說明我們現在的很多理論都站不住腳，但實際上現在的很多理論已經被實驗檢驗是正確的。」

　　宗紅石認為，「奧佩拉」項目研究成果太大膽了，簡直匪夷所思。「之前物理學界也屢次有人推翻前人的結論，但後來都被證明是錯誤的，最後不了了之，這次的研究成果還有待檢驗。」

　　如果超光速中微子真的存在，將會出現一系列讓人無法接受的現實。「比如因果論也是現代物理學的基本立足體系，即首先有原因才會有結果。超光速中微子如果存在，這一理論也將被顛覆。簡單地說，也就是我們所熟知的由因到果的次序都將顛倒，可能有了果再有因。」宗紅石舉了個形象的例子來說明：「比如炮彈，是先打出去，然後落到對方陣地爆炸；因果論被顛覆後，我們看到的將是炮彈已經爆炸，卻還沒從大炮上被打出去呢。」如果這一切是真的，是否意味著我們真的可以「穿越」時空？是否人人都可以走進「時光隧道」？

　　紫金山天文臺王思潮研究員說，所謂中微子比光子每秒鐘多「跑」6公裡，就是光速要走5萬多天，而中微子可以比光少走一天。

　　如果真是這樣，是否意味著電影、電視裡常見的「穿越」情節可以發生在我們普通人身上？王思潮說，如果其試驗數據正確，從理論上講「穿越」是可能的，但是難度很大。「雖然單看每秒多跑6公裡這個數字很多，但其實差距並不明顯。5萬多天相當於100多年，而"幽靈粒子"只比光速少跑一天，可見差距非常微小。所以想要任意在時光隧道上"穿越"，很難實現。」王思潮說，即使中微子真的超過光速，只能說明原來關於光速的基本原理被打破，但並不意味著新理論一定能給人類帶來製造時間機器的方法。

　　D 若「幽靈粒子」真的存在會怎樣

　　儘管全球科學家普遍採取謹慎態度，但沒人完全否認超光速中微子存在的可能性。如果超光速中微子真的存在，那麼愛因斯坦的經典理論相對論將被改寫。

　　相對論是現代物理學基礎理論之一，認為任何物質在真空中的速度無法超過光速，這是人們理解空間與時間的理論依據。根據愛因斯坦的理論，當人們以超過光速的速度旅行，就可以穿越時空。

　　這種神奇的實驗，我們國家可以進行嗎？對此，中科院高能物理所研究員、中微子研究專家曹俊給出答案：在中國沒有辦法實現。

　　他說，重複這個實驗需要大的質子加速器，但我國現在沒有這麼大的質子加速器。「首先是很貴，幾十億到幾百億的造價，然後建好一個實驗室一般需要10年時間。」曹俊解釋。

　　對於發現這一神奇現象的實驗室，曹俊介紹，義大利的這個實驗室做的是一個非常著名的試驗，由200多名出色的科學家完成，肯定也是經過反覆推敲驗證。「憑空猜測他們哪裡做錯了，肯定是更不靠譜的，但也有可能什麼地方他們沒有想到，他們出錯的概率要比相對論出錯的概率大。或者中微子有什麼特殊的性質，但不能簡單猜測，下一步最重要的是重複這個實驗。」他強調說。

相關焦點

  • 幽靈粒子能夠穿越一切物質,你知道幽靈粒子的秘密嗎,快來看一看
    今天我們來探索一個大家比較感興趣的話題，那就是幽靈粒子，我們知道幽靈粒子可以穿越任何一種物質，所以科學家才這樣稱呼這種粒子，其實幽靈粒子真正的名字叫做中微子，是一種物理學中的粒子。首先要告訴大家的一點是中微子屬於輕子，是質量極小的一種粒子。
  • 捕捉到超光速幽靈粒子 就能玩「穿越」?
    歐洲一隊科學家日前稱發現了超光速中微子(又叫「幽靈粒子」)：同樣的時間內，在長達730公裡的隧道裡，中微子比光子多跑了18米——具體算下來，每秒鐘比光速多「跑」6公裡。　　那麼，原本愛因斯坦的相對論認為，最快的速度是光速，沒有任何速度能超越光速，因此有了「相對論」。如果超越光速的物質真的存在，是不是人們對這個世界的認識都要被顛覆？
  • 科學家在南極發現幽靈粒子
    NEXTMIND在南極廣袤冰凍的地表之下，科學家發現了捉摸不定的「幽靈粒子」。據外媒Sciencealert報導，南極洲冰立方天文臺發現了穿過地球的中微子，但科學家無法探測它們的源頭，因此把它們稱為」幽靈粒子「。
  • 了解幽靈粒子的相互作用
    中微子-核子相互作用與能量的截面科學家常把中微子稱為 "幽靈粒子"。中微子是宇宙起源時最豐富的粒子之一，今天依然如此。太陽當中的核聚變反應產生了大量的中微子，每天都會傾瀉到地球上。每一秒鐘都有數萬億個粒子穿過我們的身體，然後飛過地球，好像它不存在一樣。
  • 自超大質量黑洞的「幽靈粒子」穿越太空,鑽進了南極冰層!
    這臺探測器能夠探測到來自深空的高能亞原子粒子——有著「幽靈粒子」之稱的中微子。中微子從深空來到地球，可能直接來自於超新星爆炸殘餘或者黑洞。普通的望遠鏡無法觀測到神秘莫測的中微子，但冰立方可以。它是迄今為止建造的世界上最大的中微子望遠鏡。
  • 一個來自超大質量黑洞的「幽靈粒子」穿越太空,鑽進了南極冰層
    這臺探測器能夠探測到來自深空的高能亞原子粒子——有著「幽靈粒子」之稱的中微子。中微子從深空來到地球，可能直接來自於超新星爆炸殘餘或者黑洞。普通的望遠鏡無法觀測到神秘莫測的中微子，但冰立方可以。它是迄今為止建造的世界上最大的中微子望遠鏡。
  • 看不到摸不著,能輕鬆穿透任何物質,還能偷走能量的「幽靈粒子」
    我們的科學家發現了，能穿越一切的「幽靈粒子」。幽靈粒子就是中微子，是輕子的一種，也是組成自然界最基本的粒子之一。中微子的概念是在1931年，奧地利物理學教泡利發現，人在有一種未知的粒子能夠偷走能量，大物理學家費米認可這一觀點，並給該粒子命名為中微子。
  • 捕捉到「幽靈粒子」意味著什麼?
    他介紹，除了「頂級神岡」，中國江門中微子實驗（JUNO）裝置以及美國「深部地下中微子實驗」（DUNE）設施也分別將於2022年和2026年「上崗」，這三大中微子實驗，有望為我們揭開宇宙中最難以捉摸的幽靈粒子的「神秘面紗」。
  • 中國科學家捕捉到「幽靈粒子」 只有一個磁極
    資料圖：中國軍民融合技術裝備博覽會原標題：中國科學家捕捉到「幽靈粒子」 只有一個磁極據新華社電 港媒稱，中國的一個研究小組聲稱，他們成功捕捉到一種困擾物理學家近一個世紀的「幽靈粒子」（即外爾費米子）。1929年，德國數學家、物理學家赫爾曼·外爾最先提出了這種無質量的粒子——外爾費米子。參與該項目的研究員翁紅明在接受本報採訪時說：「你可以將它想像成一個極小的、只有一個磁極的磁棒。」翁紅明說，在自然界中，無論你將磁鐵切割成多小，它始終都帶有南北兩個磁極，磁場在磁極之間流動。作為僅有一個磁極且沒有質量的粒子，外爾費米子能夠完成諸多當前科技不可企及的任務。
  • 我們終於知道高能「幽靈粒子」從何而來
    2017年9月22日探測到的所謂神秘的「幽靈粒子」，穿越了40億光年，從一個名為blazar的極具能量的天體上到達我們。    這是一個驚人的發現，它不僅證實了火焰是高能中微子的來源，而且還建立了一個新的研究領域:多信使中微子天體物理學——利用不同類型的探測器來研究相同的現象。
  • 什麼是幽靈粒子?它的作用有多大?
    看了幾個小夥伴的回答，認為靈魂粒子就是靈魂，我覺得有點太唯心論了。在這裡個大家科普一下什麼是靈魂粒子，不然你就說那是靈魂，豈不是讓人家笑話。一．靈魂粒子是怎麼回事所謂靈魂粒子，實際上就是中微子。那麼為什麼叫它「靈魂粒子」呢？
  • 科普貼:來自太陽的幽靈粒子八分鐘可到達地球
    幽靈粒子，是指中微子。中微子很神秘，一個小小的粒子，居然能穿過地球。從太陽出發的中微子，只要8分鐘就可以到達地球。1000億個中微子與地球相遇，幾乎全部都能順利地穿越地球，再次進入茫茫的宇宙之中，只有1個中微子可能與地球上的原子發生作用。
  • 光子是光明的「幽靈粒子」
    （3）「光子悖論」在於：光是一種電磁輻射現象，光子又是一種不帶電的中性粒子，光的電磁輻射屬性說明光子與電子存在相關性，電子的輻射和正負電子的湮滅作用產生了光，光也可轉化為電子的輻射和正負電子。光的電中性說明光子的運動不受磁場的影響。既然光子的運動路徑在諸如恆星和黑洞的周圍發生了偏轉，那麼這不是恆星和黑洞強大磁場作用的結果，而是反映了引力場或時空彎曲的影響。
  • 穿越火線幽靈攻略 狼穴保衛者要點
    穿越火線幽靈攻略 狼穴保衛者要點 發布時間：14-02-28 10:42 來源：52PK整理 作者：
  • 科學家發現地球內部產生的「幽靈粒子」
    據國外媒體報導，數十年以來，科學家致力於探索被稱為「幽靈粒子」的中微子具體來源，目前，科學家在義大利地下實驗室掌握到了確鑿證據，顯示這種中性亞原子粒子是在地殼之下產生的。這項研究有助於揭曉哪些放射性元素位於地殼之下，以及地球內部放射性過程如何產生熱量。
  • 終於,物理學家弄清了南極高能幽靈粒子的來源之謎:耀變體黑洞!
    2017年9月22日，科學家通過世界上最大的中微子探測器——位於南極的「冰立方」（IceCube Neutrino Observatory），探測到了神秘的 「幽靈粒子」 。此次發現的粒子穿越40億光年到達我們身邊，普通人無從得知，科學家卻異常困惑。
  • 穿越火線幽靈模式到底講了什麼?揭秘《守望之城》發生的事情
    好的，今天開始，我們來穿越火線幽靈模式的劇情了，有人會說了，說好的逆戰呢？額...其實並不是我不想做，而是我到現在都還沒有錄完整的獵場模式的劇情，所以，慢慢來，不著急，我們先來做《穿越火線》的劇情，在這裡，可能又有玩家會好奇了，為什麼做幽靈模式的劇情，《守望之城》會沾上邊啊？
  • 幽靈粒子的質量之謎
    中微子是一種極其難以捉摸的基本粒子。從太陽內產生的大量中微子會以接近光的速度傳播飛向地球，並穿過我們的身體。由於中微子幾乎從未與構成我們身體的原子發生作用，因此我們不會有任何察覺。它們是名副其實的幽靈粒子。在很長的一段時間內，科學家都認為這些微小的粒子是無質量的。○ 宇宙中包含著大量的中微子。它們沒有電荷，所以不會被自然界中的其他帶電粒子吸引或排斥。
  • 中國建造超大玻璃球求解「幽靈粒子」之謎
    （中科院高能所供圖）新華社北京12月26日電（記者全曉書　王攀　荊淮僑）在一個12層樓高的玻璃球裡注入透明液體，中國科學家打算造一個全世界最大的「水晶球」來捕捉宇宙中的「幽靈粒子」——中微子，從而找到通向物理新世界的大門。他們將把一個直徑達35.4米的有機玻璃球安裝在廣東省江門市西南部的打石山中。
  • 科學家發現幽靈粒子 手機有望一年一充電
    中國的一個研究小組聲稱，他們成功捕捉到一種困擾物理學家近一個世紀的「幽靈粒子」(即外爾費米子)。科學家發現幽靈粒子 手機有望一年一充電  這項突破性的發現將極大地推進未來技術的發展，例如比目前的超級計算機運行速度更快的量子計算機以及能夠實現一年一充電的智慧型手機。