http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-10-24
深圳特区报讯 欧洲核子研究委员会(CERN)上月宣布发现超光速粒子后，在科学界引起了极大的争议。根据美国《大众科学》10月17日的报道，一位荷兰物理学家近日指出，CERN的结论是错误的，因为他们在计时中忽略了狭义相对论。
英国《自然》杂志9月22日报道了CERN发现超光速粒子的消息。由于关乎爱因斯坦狭义相对论的正确性和人类对宇宙运行规律的根本认识，消息传出后立即震惊了世界，并引发了各国科学家实验的热潮。过去的三周时间内，学术论文网站arXiv上出现了超过100篇试图解释这一现象的文章，给出的原因也是五花八门。
不过在荷兰格罗宁根大学物理学家罗纳德·范·埃尔伯格看来，CERN其实犯了一个非常简单的错误：他们没有考虑到时钟的相对论运动。发现“超光速中微子”的实验本来是要研究中微子振荡现象的。研究人员在CERN位于日内瓦的总部向意大利格兰萨索发射一道中微子粒子束，再由意大利研究人员测算有多少中微子转化成了陶子中微子。这项研究不仅需要细致的地表测量，更要求两地的时钟完全同步。
为了满足实验条件，CERN使用了全球卫星定位系统(GPS)。根据狭义相对论，卫星发出的无线电信号以光速传播，且与卫星的运行速度无关。但由于卫星处在不断运动当中，所以从卫星的视角看来，中微子和位于意大利的中微子探测器的位置也是处于不断变化之中，中微子发射源与中微子探测器之间的距离不断拉近；也就是说，“在这个(GPS卫星的)参照系中，中微子飞行的距离小于中微子源与探测器间的实际距离”。
然而，CERN做实验时却是以地面参考系为参照的，因此忽略了这一点。范·埃尔伯格计算了卫星飞行高度、轨道周期、卫星轨道与地球赤道平面夹角等数据后得出结论，CERN的实验有大约64纳秒的误差，刚好解释了为什么中微子会比光速快大约64纳秒。
范·埃尔伯格表示，自己的这篇论文表明，所谓的“世界标准时间”其实并没有那么标准；今后的实验中，科学家还要考虑到时钟这个因素。如果范·埃尔伯格的论证成立，将出现一种十分有趣的局面——科学家使用狭义相对论的方法，证明了狭义相对论的正确性。 (信莲)
[深圳特区报]
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