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主题:科研人员发现中微子超光速现像,狭义相对论的基础动摇了 -- 中华如龙

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家园 美国一实验室去年也观测到这个现象,

由于怀疑实验的精确性,没有发表

家园 终于可以不用存钱了
家园 如果结论正确,物理结构理论是必须推倒重来吗?

还是只做修改,变化不大?求科普?

家园 当然不需要推倒,牛顿力学也被相对论证明有错误,

但谁平时做工程计算时还考虑质量要根据速度变化?

家园 两种可能

1. 数据观察误差,那就没救了。

2. 光子具有质量,且其质量大于中微子质量。

家园 别这么绝对

GPS当然不会绝对无误差,但通过计算手段精度是可以达到厘米级别(纳秒)。附一个中科院高能物理研究所的人的博客,“超光速”中微子实验中的测量问题。里面提到大亚湾中微子实验中,测量精度到了0.5厘米,也就是1.7纳秒。

说实话,我并不具备完全理解这次中微子实验的知识,所以不做讨论,但是我还是相信这篇博文中所说的——“他们出错的概率要比相对论出错的概率大。但是凭空猜测他们哪里做错了,肯定是更不靠谱的。”

家园 两地之间的距离是怎么精确测量的?

速度的计算,一方面是所耗费的时间的测量,另一方面是距离的测量。这个距离的测量,是不是还更容易导入误差?我很好奇,这732公里的直线距离,是靠什么来确定的?算了一下,大概18米的误差,就可以导致299792458米/秒的光速产生0.00000006秒误差。

你最后提到的那个天体物理学家的证伪,可能不一定成立。这个实验只是说明中微子的速度可以超过光速,而不是所有的中微子都超过光速吧。顺便好奇问一下,发现一颗超新星是不是靠的所发出的光?要是那样的话,等到发现光的时候,中微子是不是已经过了。还是说都有记录,到时候作一下重叠来确认某些中微子和光是一个来源?

家园 你说的这些在 seminar 里面

都不出所料的问到了。基本上不管是“同一个 GPS (实际上用了N 个对比)的时钟”还是“两地各用独立的原子钟同步”,都需要把广义相对论效应考虑进去。他们也确实把两种方法都实验了,最后采用的是 GPS 方法。

两种方法各自的误差估计在 seminar 后面的提问里都回答了。目前看上去没有什么问题。

家园 只要是同一段距离,那732公里是否完全精确是不是也无所谓

为了证明中微子超光速,只保证要光子和中微子跑得路程一样就可以了。等有必要计算中微子到底超过光速多少再准确的测量距离也不迟。

我还是觉得距离过短,应该是误差造成的

家园 这个实验的误差范围是大家争论的焦点。

这732公里的直线距离,是靠什么来确定的?算了一下,大概18米的误差,就可以导致299792458米/秒的光速产生0.00000006秒误差。

有人(自称镜某)评论如下:

(中国的高能物理学家)在大亚湾核反应堆建立中微子检测器时,高能所加速器中心的测量小组在现场进行了长达几个月的测量的结果,他们在核电厂区内几公里范围内测量精度到了0.5厘米。变换成相对精度,还不到1e-6(1ppm)。在大气中长度测量相对精度1ppm是个坎儿,一般很难跨越。在地球上测量更长的720km的直线间隔,能比在几公里范围内测量结果还好,简直是不可思议。这里面的根本问题不单是测量技术,还有个测量对象的问题。地球这个“物体”有没有3e-7的稳定(恒定)性呢?镜某认为没有。因为地球表面有潮汐现象,这个力导致的地壳变形可以达到3e-8~1e-7的量级。

另外有人指出:

相对论为GPS提供了所需的修正:全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息,精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。

  准确度在30米之内的GPS接收机就意味着它已经利用了相对论效应。华盛顿大学的物理学家Clifford M. Will详细解释说:“如果不考虑相对论效应,卫星上的时钟就和地球的时钟不同步。”相对论认为快速移动物体随时间的流逝比静止的要慢。Will计算出,每个GPS卫星每小时跨过大约1.4万千米的路程,这意味着它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。

  而引力对时间施加了更大的相对论效应。大约2万千米的高空,GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒, GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说:“如果卫星上没有频率补偿,每天将会增大11千米的误差。”(这种效应事实上更为复杂,因为卫星沿着一个偏心轨道,有时离地球较近,有时又离得较远。)”

用相对论纠正过的时间为基础来推翻相对论,这个实验授时基准实在不敢恭维。

所以我建议两地各使用2台地面原子钟同时记录时间(总共4台原子钟一起置零),两地的原子钟再进行组合排列交换,就可以消除单个原子钟的系统误差和异地环境误差。

丁肇中发现J粒子就是花了几个月调试仪器,减低噪声,把实验精度搞上去了才发现新粒子的。

发现一颗超新星是不是靠的所发出的光?要是那样的话,等到发现光的时候,中微子是不是已经过了。还是说都有记录,到时候作一下重叠来确认某些中微子和光是一个来源?

估计是这样,因为目前人类无法预报超新星爆发。

这个实验只是说明中微子的速度可以超过光速,而不是所有的中微子都超过光速吧。

超新星中微子爆发就在10秒左右,是个中微子爆,应该是个脉冲峰值。如果三种中微子的质量不同,那么可以看到有三个时间间隔的峰值?是否可以利用这个时间差值直接计算中微子的速度了?

OPERA可以检测到光子和中微子速度差距,那也许应该可以测出3种中微子的速差?如果做不到这一点,证明其误差过大。

同时测定3种中微子的速度是一个互为内参照的实验,我们可以设计这个实验去挑战OPERA实验。

换句话也就是说麦克斯韦小妖既然可以鉴别光子和中微子之间的速差,那么它也应该可以鉴别3种中微子之间的速差。

PS:

今天正好碰到铁手,提个有关西西河授时标准的建议:西西河目前用的好像是美国西部太平洋时间,能否设立成UTC时间(世界协调时间)?其实就是GMT(格林威治时间)。

河友们来自全球,有个世界标准统一的时间比较好办,(当然便宜了英国河友)。

通宝推:铁手,
家园 刚有数据,还不能下结论。opera的人也很审慎。
家园 目前的实验没有测光子的速度,光子速度是以距离时间推测的

为了证明中微子超光速,只保证要光子和中微子跑得路程一样就可以了。

这就是大家一口咬定意大利人的时间不准的原因(瑞士人以制造精密钟表著称,所以不去计较了)。

我提到的一个理想实验就是用同样的OPERA测3种中微子的速度差--也不用做新的实验了,把现有的数据拿来分析一下,看看3种中微子的分布如何--如果看得出3种中微子到达意大利的时间有不同,那么这套装置的精度过关了,不然的话OPERA的所有成员去比萨斜塔重复伽利略的实验。

家园 一个学哲学的朋友告诉我

如果有超光速的粒子存在,说不定可以统一相对论和量子论,她的意思是相对论和量子论之间的矛盾是由超光速带来的。师母已呆吧。

家园 出于私心,也因为在中国的是河内最大的人群,建议用北京时间
家园 国际通用的原始记录均以UTC为准,方便同步

比如现在太阳在发飙:

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

酒泉卫星发射中心同全球所有的远望船队得到这个数据后不必转换成当地时间而直接统一使用这个时间来检查判断决定是否要改变发射窗口。

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