本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
除非你在過去 24 小時內一直躲在石頭底下，否則你可能已經聽說過中微子比預期提前幾納秒到達義大利格蘭薩索實驗室，這一壯舉需要它們以快於光速的速度傳播。
許多新聞媒體已經報道了這個故事，而且，雖然一些標題可能引起了一些人的注意，但大多數報道都非常謹慎。 甚至《每日郵報》也慷慨地在其對調查結果的解讀中加入了一些“如果”和“可能”。
結果最初是在路透科學昨晚釋出的一條推文中非正式宣佈的。 該推文連結到路透社網站上的一篇報道，該報道描述了三年來的測量結果如何表明，一些中微子的速度一定超過了光速。
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所討論的中微子從日內瓦的歐洲核子研究中心出發，穿過地球，最終到達義大利同名山脈深處的格蘭薩索實驗室。 中微子是由歐洲核子研究中心的超級質子同步加速器產生的，還有許多其他亞原子粒子。 粒子物理學家用來獲得僅中微子束的技巧，以及實驗探測器位於如此遠離束源的原因，是將粒子束髮送到地下數英里處。 中微子是唯一能在旅程中倖存下來的粒子，因為它們完全毫髮無損地穿過物質，而其他粒子則不然。 現在純淨的中微子束需要不到 3 毫秒的時間才能傳播歐洲核子研究中心和格蘭薩索之間 730 公里的距離，並且中微子由屬於OPERA 實驗的裝置檢測到，該裝置由大約 150,000 塊照相膠片與鉛板交錯組成。
OPERA 實驗在新聞首次釋出後釋出的論文稱，中微子到達探測器的時間比它們以光速傳播到達的時間早 60 納秒。 結果的統計顯著性為 6-sigma。 “Sigma”是標準差的縮寫，標準差是一種統計工具，可用於估計結果的確定性。 一般來說，sigma 數越高，結果越可信。 通常需要至少 5-sigma，相當於結果是僥倖的機率為 1,744,278 分之一，才能聲稱一項發現。 6-sigma，相當於 506,797,346 分之一的機率，甚至更令人信服。
如果任何其他粒子物理結果被證明具有 6-sigma 的統計顯著性，那麼世界各地的實驗室都會開啟香檳慶祝。 但這個結果是不同的。
宇宙中普遍存在、毫不動搖的速度極限——光速——是最基本的常數。 沒有它，我們可以告別我們所知道的相對論。 因果關係——因果之間的基本關係——將不得不消失。 正如牛津大學粒子理論負責人蘇比爾·薩卡爾昨天對《衛報》所說：“原因不能在結果之後發生，這對於我們構建物理宇宙來說是絕對根本的。 如果我們沒有因果關係，我們就完蛋了。”
除了與相對論和因果關係不一致外，該結果似乎也與中微子過去的表現不一致。 我之前寫過關於超新星 1987a 的文章，它的到來是由一陣中微子預示的。 在這種情況下，以光速傳播的中微子比光早 3 小時到達地球。 來自超新星的光被延遲是因為它必須穿過恆星爆炸的殘餘物，而不是因為中微子代表的任何偷偷摸摸的超光速旅行。 本·斯蒂爾博士是一位從事 T2K 中微子實驗的粒子物理學家，今天早些時候在部落格中談到了 OPERA 的結果，並計算出，如果來自超新星 1987a 的中微子表現出與今天受到關注的中微子相同的異常行為，它們本可以比光早 4.14年到達。 來自超新星 1987a 的中微子和光線有詳細記錄，但情況似乎並非如此。
當然，可能有一些解釋能夠將迄今為止看到的所有問題都彙集在一起並一舉解決。 OPERA 實驗的物理學家也可能錯過了論文中的一些錯誤。 時間會證明一切。
就我而言，我願意把錢押在愛因斯坦會贏得這場勝利上，但這並不意味著這些結果引發的興奮和興趣毫無意義。 雖然可以說，結果的公佈本可以進行更仔細的計劃，但 OPERA 實驗現在已經得到了它需要的：大量的眼睛在檢視結果，並檢查其他人到目前為止可能錯過的東西。 從正確的角度來看，這一事件是對科學真正運作方式的完美洞察。 科學家檢驗假設和當前理論（是的，即使是像相對論這樣看似堅實的理論），並在他們看到任何異常情況時大聲疾呼，以便該領域的其他人可以重複檢查他們的分析。 這就是現在正在發生的事情。
雖然在這種情況下懷疑論是必要的——我相信我們都意識到卡爾·薩根的名言“非凡的主張需要非凡的證據”——但進步不是透過駁斥任何不符合當前現狀的事物來實現的。 你永遠不知道，也許這個結果將是推翻相對論的結果。 （他們可能沒有，但有一個機會，無論多麼渺茫，那些中微子的速度確實超過了光速——這是一個非常有趣的前景）。
在科學中，當出現異常情況時，下一步通常是重複實驗並嘗試重現結果。 因此，如果有人可以借給我一臺粒子加速器、一座山和一個地下的深礦，我就去做……
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現在你已經聽了我的看法，還有更多關於快速中微子的精彩內容
我的 SciAm 部落格同事 卡萊布·沙夫 釋出了一篇帖子，其中包含更多關於這個故事的連結。 對於科學的精彩概述，我特別推薦 伊桑·西格爾在“從一聲巨響開始”部落格上的帖子。
在 Discover 部落格上，“糟糕的天文學家”發表了他的看法，“宇宙方差”的肖恩·卡羅爾也對這篇論文發表了自己的看法。
最後，XKCD 的蘭德爾·門羅反應非常迅速，並在今天早些時候準備好了以中微子為主題的漫畫。
參考文獻
OPERA 合作組 (2011)。 使用 CNGS 中的 OPERA 探測器測量中微子速度
束 . arXiv: 1109.4897v1