OPERA实验

更新时间:2022-11-07 09:17:12 阅读: 评论:0

实验项目

2010年5月31日,OPERA公布了首例从μ中微子束中观测到的τ中微子现象。

超光速检测

初始结果

2011年9月22日,OPERA研究小组声称由欧洲核子研究组织传送至OPERA感测器的中微子以超光速运动。经检测这些粒子到达OPERA感测器的时间比假设其按光速运动的预定时间提前了60.7纳秒,而其中仅包含±6.9纳秒的统计误差和±7.4纳秒的系统误差。换言之,光速每秒为接近30万公里,但中微子每秒能比其多跑大约7.44公里;也就是说,中微子的速度比光速还要快2.48×10(大约40322.58分之一)。OPERA合作科学家安东尼奥·伊拉蒂塔托解释说OPERA小组没有发现能影响测量结果的任何仪器因素。据报道这个研究小组已进行了16,111次事件测量并达到了统计上的显著性差异水平。CERN发言人James Gillies欢迎物理学界的科学家洞察他们的实验成果并在细节上仔细检查。

一些研究组织表示要再现实验结果及寻找潜在的实验失误。费米实验室宣称将着手尝试进行重复实验。

重定义的结果

2011年11月17日, OPERA小组发布了一个重定义的结果,进一步缩小了误差范围。测量结果是中微子大约较早到达57.8纳秒, 得出一个相对的速度差约为42194.09分之一。新的显著性水平成为6.2σ。这个小组已经提交实验结果到高能物理期刊进行同行评审。

同样在这篇论文中, OPERA小组又发布了一个附加分析,基于有意设置的质子束生成的独立的CNGS中微子束,从2011年10月21日到11月6日。他们度量了20次中微子侦测事件,标示出中微子比光早到达62.1纳秒, 与主分析的结果一致, 这样超光速得到了进一步的证实。

争议

2012年2月22日,科学新闻网页杂志Science Insider报告,从全球定位系统接收器到电脑之间的光纤缆线,由于与电脑的集成电路卡连接不良,造成了60纳秒延迟。将连接维修后,这问题不再发生。这实验失误似乎可以解释中微子的超光速运动异常现象。但是,仍旧必需做实验拿到更多数据来检验这假说。

2012年3月15日,格兰沙索国家实验室的ICARUS实验团队报告,遵守狭义相对论,做实验得到与光速一致的中微子速度。这意味着同实验室的OPERA实验团队先前所获得的中微子超光速异常结果可能不正确。包括这两个团队在内,实验室的四个团队,计划在同年5月份分别做实验测量短脉冲粒子束的中微子速度,期望届时能够得到正确答案。

结论与后续

2012年4月2日,中微子超光速异常实验结果已确定有误。由于团队的委员会通过不信任投票,实验团队的两位领导者自动辞职。

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