超光速现象违背守恒定律。
物理学家已经找到了另一个质疑最近关于中微子超光速现象的报道的证据。这种高速粒子的存在不仅会“搞砸”爱因斯坦狭义相对论,还会威胁动量守恒定律。
2011年9月,OPERA实验报道了他们孵化的中微子的超光速现象。从日内瓦附近的欧洲核子研究中心实验室到意大利格兰萨索国家实验室,全程730千米的旅程,这些中微子提前60纳秒到达了目的地。为了解释这个现象,两个研究小组分别检查了该中微子的母粒子。他们均发现这些被叫作介子的粒子,不太可能有足够的能量达到像OPERA实验给出的那么高的超过光速的速度。
中国科学院高能物理所的粒子天体物理学家毕效军说:“对于超光速中微子,我们给出了一个明确的限制。”他在2011年12月9日出版的《物理评论快报》上报告了他的团队的调查结果。
如果中微子速度可以超过光速,那么随着它们能量的提升,它们的质量也应该增加。所以,根据它们不稳定的母粒子介子的能量,这些中微子应该有速度上限。
在欧洲核子研究中心制造而成的、用于OPERA实验的介子,它们的平均能量是它们中微子后代的能量的3.5倍。圣路易斯华盛顿大学的物理学家拉曼斯·考希克和他的同事所给出的中微子的速度上限低于OPERA测量到的速度。这一结果于2011年12月16日发表在《物理评论快报》上。毕效军认为,OPERA实验中极高能的中微子甚至会让这个速度上限变得更低。
根据考希克(Cowsik)项目团队的计算,想要达到OPERA实验测量到的令人难以置信的速度,介子的能量需要比它们的中微子后代的能量大20倍。然而,如果能量这么高的话,介子的寿命将会延长6倍。这已经被OPERA实验的测量和其他的实验排除掉了,不可能成立。
根据考希克和其他研究人员的观点,这些问题和矛盾表明,目前人类所理解的物理定律是正确的。但是物理学家仍将会留意其他中微子实验,以检验OPERA的实验结果。研究人员认为,或许是受到了某种未知错误来源的影响,OPERA实验才得到了这样的结果。