美科学家提出中微子很可能是一种超光子
- 发布时间：2014-12-30 01:30:47 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报讯 最近，美国乔治·梅森大学一位退休物理学家罗伯特·埃利希再次提出中微子很可能是一种超光子（tachyon），即超光速粒子，而他是基于一种比测速度更灵敏的方法——检测它们的质量。相关论文已被《天文粒子物理学》杂志接受。
以往人们曾多次提出中微子超光速，最近一次就是2011年的OPERA实验。意大利研究小组检测了从欧核中心传送至OPERA传感器的中微子，提出其速度比光要快一点点。但重复检测时却发现结果出了错——是一根光缆松了造成的。
据物理学家组织网12月26日报道，埃利希假设超光子有一个假想质量，或一个负质量的平方。这种假想质量粒子有着奇特性质，在损失能量时反而会加速。中微子假想质量的数量级在0.33ev（电子伏特），或电子的百万分之一的2/3。他用了六种不同的观察，包括宇宙射线、宇宙学和粒子物理学，所有方法都在误差幅度内推导出了这一值。
如果存在超光子，就会和相对论产生矛盾。早在1962年，印度裔美国物理学家乔治·苏达山和同事就提出了“超光子”概念作为相对论的一个漏洞，而爱因斯坦认为，对粒子（或宇宙飞船）来说，加速到光速或超过光速是不可能的，因为所需的能量会无限大。而苏达山和同事提出，即便如此，如果在粒子对撞中，最初产生的新粒子超过了光速，就无需加速或无限大能量——虽然这对宇宙飞船来说是不可能的。
在超光子概念提出后的几十年，许多科学家努力寻找它们而无果。到1985年，三位理论科学家乔多斯、豪瑟和考斯特莱基认为，超光子可能就藏在人们的眼皮底下，中微子就是超光子。他们提出，当质子以足够高的速度飞向我们时，可能会发生β衰变。一般这种情况是不可能发生的，这会让质子无法保持能量，但如果中微子是超光子，情况就不一样了，在某种参照系中，能量可能是负的——这样的负能量超光子能逆时间而行。
埃利希于1999年在研究宇宙射线的基础上开始寻找超光子。除了宇宙射线研究以外，他的新结果还有4个其他领域的数据支持，因此更加可靠。此外与OPERA实验的错误不同的是，目前还没有已知的观察证据与埃利希的结果明显矛盾，因此他的假设不能被证伪，但也不能说就是对的。
检验这种假设的方法可能来自德国的KATRIN实验，通过观察氚元素β衰变中的光谱形状，有可能揭示中微子的质量。其他基于高能宇宙射线的实验，用现有数据就能做。当然，在你能设计一种“超光子电话”，给过去的自己打电话之前，让其他科学家来检验埃利希说的是否正确，才是谨慎的做法。
（常丽君）
