據國外媒體報道，上周四，位于瑞士日內瓦與法國邊境接壤的歐洲核子研究中心（CERN）宣布了一項驚人的實驗結果：在該中心此前進行的中微子振蕩（感光）跟蹤（儀）實驗中，研究人員發現中微子運動的速度超過光速。中微子是輕子的一種，且顯電中性（不帶電）。對于該實驗結果，目前除了歐洲核子研究中心外，還沒有任何一個實驗室能證實這個實驗結論是否正確。而美國費米國家實驗室將對中微子超光速實驗結果進行驗證。
畢竟，如果中微子超光速現象得到證實，這就意味著由歐洲核子研究中心中微子振蕩跟蹤實驗（參考圖2）中得出的結論將對愛因斯坦的狹義相對論構成重大挑戰，這是因為愛因斯坦的狹義相對論中提到：在計算相對論質量時，所采用的公式要求物體的運動速度不可以達到光速，更別說超過光速了，即沒有任何物體的運動速度比光速還快。而歐洲核子研究中心的實驗結論卻是中微子運動速度能超光速，這就是愛因斯坦理論與當前實驗結果相矛盾的根本原因。
歐洲核子研究中心中微子超光速實驗（及該中心地下對撞機線路結構）示意圖 面對歐洲核子研究中心的實驗結果，許多科普作家以及物理學家都對中微子能超光速運動表示質疑。但是，為了明確表明是否有必要對愛因斯坦的理論進行修改，我們就要進行重復性實驗。美國費米國家實驗室粒子物理實驗室正在著手對這個實驗結果進行驗證。如果實驗結果能被復制，也就是說也可以得出中微子超光速運動的結論，那愛因斯坦的狹義相對論很可能要進行部分修改。 事實上，早在2007年時，在美國美國伊利諾伊斯州巴達維亞與明尼蘇達州進行的（主注入式）中微子振蕩搜尋（MINOS）高能物理實驗中，位于伊利諾伊斯州巴達維亞的美國國家費米實驗室的物理學家將主注入器產生的中微子束穿過位于該實驗室的近程探測裝置，然后擊中位于數百英里外的明尼蘇達州廢鐵礦井改造的遠程探測裝置。該實驗當時得出的結論是：首次記錄到中微子運動速度超過光速。但是，這個結果并沒有引起多大的注意，這是因為實驗結果在誤差的范圍之內。
使用GPS信號測量中微子振蕩跟蹤實驗原理圖 現在，美國國家費米實驗室已經準備好了更加精確的測量裝置，如果他們能證實歐洲核子研究中心得出的中微子超光速結論，那么這將是最重要的科學發現之一。（主注入式）中微子振蕩搜尋（MINOS）高能物理實驗的發言人、英國倫敦大學的粒子物理教授珍妮托馬斯（Jenny Thomas）在一封電子郵件中提到：（主注入式）中微子振蕩搜尋（MINOS）實驗計劃進行多項改進，以更新2007年進行的初始測量結果，其中包括10倍乃至更多的數據。 費米實驗室將在未來的四到六個月期間得出新的實驗數據，因為費米實驗室進行的驗證實驗只是在原有基礎上進行更新，以便更仔細地核對測量結果。粒子物理教授珍妮托馬斯解釋道：在費米實驗室進行的驗證實驗中，將有一個小組（大約四到五人組成）負責使用精確的GPS系統（參考圖3），即原子鐘來測量由費米實驗室主注入器產生的中微子流，要保證該束中微子流精確地穿過近程探測裝置，而位于明尼蘇達州的遠程中微子探測裝置與其相距450英里遠。 從圖2歐洲核子研究中心地下結構分布圖上可清楚看出：超級質子同步加速器（SPS）產生的質子流經過TT41通道的目標跟蹤等確認后，最后進入兩個 μ介子探測裝置，并前往730公里外的位于意大利中部的格蘭薩索（Gran Sasso）國家實驗室。而TT41的功能主要是跟蹤中微子在目標方向上的相互作用，以及測量中微子抵達意大利實驗室的時間。此外，圖中從上到下依次分布著：超級質子同步加速器（SPS）通道，大型強子對撞器(LHC)通道和大型電子－正電子對撞器(LEP)通道。 值得注意的是：參與本次驗證實驗的僅是美國國家費米實驗室的一個部分，而費米實驗室粒子物理實驗室的另一個主要部分將由于資金缺乏的問題而關閉，它就是費米實驗室萬億電子伏特加速器(Tevatron)。該加速器被認為是可與歐洲核子研究中心的大型強子對撞機相匹敵的裝置。在歐洲大型強子對撞機未問世之前，其一直是世界上最大的粒子加速器。歐洲大型強子對撞機于2008年啟動，而費米實驗室萬億電子伏特加速器將于9月30日下午2點關閉。 因此，盡管以美國費米國家實驗室為代表的研究機構在粒子物理學探索上發揮著自己的作用，但是，在未來誰將會是該領域的主要領導者仍然是一個懸而未決的問題，就如同歐洲核子研究中心的中微子振蕩（感光）跟蹤（儀）實驗結果，依然是個未知數。 |
