科學實驗結果該何時公布——歐核中心中微子超光速實驗“丑聞”的教訓
● 本報記者 劉霞 綜合外電
2012年03月02日06:24
來源：《科技日報》
這幾天，有關歐洲核子研究中心（CERN）中微子超光速實驗的“丑聞”表面上似乎已經平息，然而，在更深層面上，此次事件在科學界引發的深遠影響還遠遠沒有結束：科學家們應該在什麼時候以及如何公布一些激動人心的但還未被完全証實的科學結論？對這樣的結論保持秘而不發是否也是一個選擇？
光纜鬆動惹禍讓科學夢想破滅
去年9月，全球都被OPERA（中微子振蕩裝置實驗）團隊撞了一下腰。因為OPERA團隊報告稱，從CERN出發的中微子在到達意大利格蘭薩索國家實驗室這段長達730公裡的旅程中，竟然比光早60納秒到達，實驗誤差約為10納秒。
這一結論似乎公然違背了愛因斯坦的狹義相對論。狹義相對論認為，任何物體的速度都不可能超過光速。有人表示，如果研究結果被証實，那麼，超光速粒子就真的可能存在，超越三維的額外維度也應該存在，時間旅行或者時空穿越等也有可能成為現實。
去年9月，在CERN召開的一個座無虛席的會議上，OPER表示，他們已經花費了3年時間，認真檢查了每個可能出現的錯誤，甚至多次對實驗進行了重復，然后才將正式論文挂到arXiv.org的預印本庫。現在看來，似乎結果好得令人難以置信。
果然，今年2月23日，研究人員對實驗系統進行重新測試后，揪出了兩個錯誤。第一個錯誤是位於格蘭薩索山上的GPS信號傳輸到OPERA主時鐘的光纖連接出了問題。
因為光速在真空中不變而且已知，因此，科學家們將光當做信號使用，但在光被用於給到來的中微子貼上時間標簽前，它必須被轉化為電信號。OPERA的成員、法國斯特拉斯堡大學的馬科斯·德拉科斯表示，光纖光纜出現了錯誤。如果在實驗進行過程中出現該錯誤，它可能使光滲出，那麼，轉化器就需要花費更長時間才能得到所需要數量的光，相應地會減慢電信號出現的時間，這樣，中微子會比實際時間提前到達。
德拉科斯表示，現在，OPERA也無法說出光纜是否損壞。如果光纜真的損壞了，那麼是什麼時候發生的？是否僅僅因為時間關系？OPERA實驗項目的負責人之一達裡奧·奧蒂羅表示：“它可能最近才偶然發生。我們現在還無法重新制造出正確的連接狀態，我們隻能通過獲得新數據來消除一切懷疑和質疑。”
第二個錯誤源於其中的一個計時鐘。這款科學家們認為非常精確的石英晶體鐘每秒應振蕩1000萬次。在GPS傳輸之間，該鐘每次滴答聲的持續時間應該為600微秒，以保持OPERA的主原子鐘精確。但是，當奧蒂羅和同事用一個更精確的原子鐘來對該石英鐘進行檢查時，發現它標出微秒的時間比實際時間快了一點。奧蒂羅表示：“因為該鐘的頻率更高，因此，它將中微子的行進時間測算少了。”
科學家們表示，將這兩個錯誤結合在一起考慮，意味著不能確切地判斷中微子的速度。羅格斯大學的物理學家馬修·斯特拉斯勒表示：“我們現在幾乎不能立刻得出什麼結論。”
自從宣布這些錯誤之后，OPERA團隊就遭受了一些奚落，但斯特拉斯勒認為這種揶揄並不公平。他說：“做實驗當然需要依靠物理材料，而這些物理材料天生也不完美，並且，檢查每條線是一件非常要命的工作，我們隻需要讓最細的線不出問題就好。”
實驗結果公布前應進行更仔細的核查
那麼，更容易讓人接受的一個解釋是，OPERA有點太迫不及待地宣布結果了。對此，斯特拉斯勒說：“整個學術界都在激烈地討論這個問題。”有人批評OPERA和CERN用新聞發布會的形式來宣布其結果太過招搖。而有些人則表示，這只是科學家的工作方式而已。OPERA新聞辦公室的阿諾德·馬瑟裡爾表示：“即使在去年9月份聽到結果后，我們也非常謹慎地表示，這可能並非一個新發現，有些情況還需要我們去理解，我們也需要對結果進行核查。”
其實，自從最初的結果“出爐”之后，OPERA團隊本身也分為兩大陣營。OPERA的成員盧卡·司旦柯表示：“從一開始我就反對公開昭告天下。”直到第二次試驗進行后，他才署上自己的名字。“發生這樣的事情的確令人尷尬，我認為，在結果發表之前，必須進行更加仔細的核查。”
但斯特拉斯勒卻認為，當一個結論重要到能挑戰諸如愛因斯坦這樣的“業界巨擘”時，該結論引起的風暴或許已不是OPERA本身能完全掌控的。
OPERA計劃於今年5月份重新進行實驗，重新放置原子鐘並修理好光纜。美國的費米國家實驗室也將對OPERA的研究結果進行測試。
此前，美國范德堡大學的托馬斯·韋勒將OPERA的研究結論同額外維度聯系起來，現在，他非常謹慎。他說：“自然界並不會輕易泄露她的秘密，並且，超光速的中微子或許根本就不是自然界的秘密之一。”★
http://scitech.people.com.cn/BIG5/1056/17270465.html
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