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最近關於中微子明顯超過光速的驚人宣告，最初讓人感到驚訝，隨後是普遍不相信。儘管幾乎所有有記錄的科學家都期望這一發現會在更詳細的分析進行後消失，但仍有數十名研究人員正在探索這個問題，該問題的答案可能會動搖物理學的基礎：如果這個異常現象是真實的呢？
中微子是幽靈般的粒子，僅與普通物質發生微弱的相互作用。每秒鐘都有數萬億個中微子穿過我們的身體。上個月，來自歐洲 OPERA（乳膠跟蹤裝置振盪專案）合作組織的研究人員報告說，他們測得的中微子脈衝速度似乎比光速略快。考慮到阿爾伯特·愛因斯坦長期且經過充分檢驗的狹義相對論所設定的宇宙速度極限，這似乎是不可能的，但多年來，中微子已被證明充滿了驚喜。例如，在 1990 年代後期，在被認為與此相反的數十年之後，人們發現它們具有質量。
做出超光速中微子假定發現的 OPERA 科學家的可信度是毋庸置疑的。“這是合法的、專業的科學——這些人不是瘋子，”夏威夷大學馬諾阿分校的中微子物理學家約翰·萊爾德說。丹麥奧胡斯大學的天體粒子物理學家斯蒂恩·漢內斯塔德也同意“該實驗沒有明顯問題”。儘管如此，漢內斯塔德補充說，“在任何一年中，實驗中都會出現一個或多個此類異常現象——對於中微子物理學尤其如此，該領域的測量非常困難。”
幾乎所有接受採訪的物理學家都強烈懷疑結果會成立，包括實驗者自己。最近的計算還表明，任何以快於光速傳播的中微子，在到達探測器之前都會輻射出大部分能量，而研究人員並沒有看到這種情況。
儘管如此，如果科學家真的發現了超光速中微子，“這可能代表著近一個世紀以來基礎物理學最大的革命，幾乎每位物理學家都喜歡這個挑戰，”萊爾德說。因此，大量研究已經湧現，以解決 OPERA 的結果，包括一些提出新的物理學來解釋這些發現的研究。
一些研究人員提出的一種解釋是，中微子可能正在穿越我們熟悉的三維空間和一維時間之外的額外維度。因此，從我們的角度來看，它們似乎只是以快於光速的速度傳播。這個想法將保持愛因斯坦的相對論完好無損，並有助於結束關於額外維度是否真實存在的數十年爭論。
“然而，這些模型存在其他潛在問題，”漢內斯塔德說，他是對中微子結果進行潛在額外維度解釋的研究人員。例如，他指出，從穿越額外維度傳播出來的中微子脈衝，其屬性可能與 OPERA 研究人員實際檢測到的脈衝不同。
另一個概念是，中微子在地球內部的傳播速度可能比在空曠空間中更快，地球本質上就像一個透鏡，法國巴黎狄德羅大學的理論物理學家德米特里·塞米科茲說。“我們可以對我們的提議進行多次檢查，”他補充道。“特別是，它預測效果與中微子波的強度成正比。OPERA 和 MINOS 合作組織可以使用他們已經擁有的資料來透過實驗驗證這一點。”（MINOS，主要注入器中微子振盪搜尋，是美國一項競爭的中微子實驗）
暗能量，這種神秘的力量顯然驅動著宇宙加速膨脹，或者暗物質，這種尚未確定的物質構成了宇宙中約 85% 的物質，可能反而是一種解釋，肯塔基大學列剋星敦分校的理論物理學家蘇珊·加德納認為。該觀點認為，光子可能比中微子更強烈地與暗宇宙相互作用，因此由於整個宇宙中發現的暗物質和暗能量減慢了光速，因此在地球上測量的光速可能低於其理論速度。因此，地球上的中微子可能只會比我們迄今為止發現的最高光速更快。
對加德納模型的挑戰來自於對超新星 SN 1987A 發出的中微子的分析，該分析有力地表明瞭以太粒子遵守宇宙速度極限。然而，也許光和中微子並非如假設的那樣同時從爆炸中發出，而是恆星實際上在發出光之後發出了超光速中微子。“在 SN 1987A 之前，理論告訴我們藍色超巨星不會爆炸——SN 1987A 的出現令人有些意外，”加德納說。也許這次爆炸與更常見的超新星表現不同，其中微子和光脈衝在時間上相隔更遠，而且天文學家只是出於奇妙的巧合才探測到它們靠得如此之近。
為了幫助解決中微子之謎，OPERA 和MINOS將繼續對中微子速度進行越來越精確的測量。
“我認為我們所要做的就是坐下來為我們的 OPERA [和] MINOS 同事歡呼，大約在兩年後，我們將知道是否真的感到興奮，”萊爾德說。“這是一個科學實踐的絕佳範例，一場精彩的戲劇正在上演。它要麼是一個看似必然會產生巨大且未知後果的奇妙發現，要麼就是一個錯誤。如果下注認為結果不正確，那將是愚蠢的，但這些結果顯然不是錯的。敬請關注！”