2012年1月18日 星期三

微中子確實比光速快?/ Chips the Size of Blood Cells

[科學人]微中子並沒有超光速
撰文╱卡司塔維奇(Davide Castelvecchi)翻譯/宋宜真

如果你漏掉這則新聞,那我來告訴你。2011年9月,有個物理團隊發表了一份報告,表示微中子這種次原子粒子有可能違反愛因斯坦狹義相對論所設定的光速極限。參與「微中子振盪感光追蹤儀」(Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus, OPERA)實驗的研究人員表示,他們從瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究組織(CERN)朝義大利拉奎拉地底的格蘭沙索國家實驗室發射微中子束,根據他們的計算,微中子抵達目的地的時間,比光速還快了60奈秒。

其他專家對此發出強烈警告,要求確認實驗數據是否精確,尤其先前實驗所獲得的結果是微中子的確遵守光速極限。9月29日,美國波士頓大學的科恩(Andrew Cohen)與格拉肖(Sheldon Glashow)在網路上發表了一篇簡要的論文,計算出微中子只要超過光速,便會放射出速度較慢的粒子,接著便喪失能量,並在後頭留下一道較慢粒子的軌跡,這些粒子則會由地殼吸收。這道軌跡就像是超音速噴射機呼嘯而過之後,在身後留下的音爆。

不過,在義大利格蘭沙索國家實驗室所偵測到的微中子能量,卻跟剛從CERN發出的微中子差不多,科恩和格拉肖因而對於所測得的速度真實性感到懷疑。科恩解釋道:「當所有粒子具有同樣的最高速度,一個粒子就不可能因為放射出另一個粒子而喪失能量。但倘若這些粒子所擁有的最高速度並不相同,那麼這種情況就有可能發生。」

這類效應其實並不陌生,當電子以較高速(光速)行進,而光本身則因為通過水或空氣之類的介質而慢下來時,也會出現類似情況。此時電子在該介質中的速度,會比光子在相同介質中所能達到的最高速度還快,電子這時會發射出光子而喪失能量。不同速度極限的粒子之間傳遞能量的現象,稱為之切侖科夫輻射,正是這種效應讓核能電廠的反應爐發射出偏藍的光。






■圖片來源:http://www.nature.com/news/2011/110922/full/news.2011.554.html


就微中子的例子而言,根據科恩和格拉肖的計算,微中子的尾波應該主要是由電子與正子這樣的物質和反物質對所組成。更重要的是,由於電子–正子對的產生率,一個超光速微中子從CERN飛行到格蘭沙索時,會損失大部份能量。何況,這些粒子的起始速度可能也不是超光速。

美國亞利桑那州立大學的理論物理學家克勞斯(Lawrence M. Krauss)說:「這篇論文解答了一切,是一篇非常出色的論文。」所以,最後還是愛因斯坦對囉?既然愛因斯坦的相對論可以取代牛頓物理學,而物理學家自然也會竭盡所能想找愛因斯坦理論的碴。的確,科恩也說:「我們從未停止檢驗自己想法,即便是那些已經根基穩固的理論。」


ICARUS Team Rebuts CERN's Faster-Than-Light Findings

New round of experiments renew fight over major Einstein theory.

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《中英對照讀新聞》ARM CTO Predicts Chips the Size of Blood Cells 安謀技術長預測晶片大小將有如血球細胞

◎陳成良

In less than a decade, that smartphone you’re holding could have 32 times the memory, 20 times the bandwidth and a microprocessor core no bigger than a red blood cell, the CTO of chip design company ARM said on Thursday.

再過不到10年,你手拿的智慧手機可能有32倍記憶容量、20倍頻寬,以及1個不會比紅血球細胞大的微處理器核心,晶片設計公司安謀的技術長週四說。

ARM has already helped develop a prototype, implantable device for monitoring eye-pressure in glaucoma patients that measures just 1 cubic millimeter, CTO Mike Muller said at ARM’s TechCon conference in Silicon Valley Thursday. The device includes a microprocessor sandwiched between sensors at the top and a battery at the bottom.

安謀已協助開發出一個偵測青光眼病患眼壓的植入性裝置原型,大小只有1立方毫米,技術長麥克.穆勒週四在矽谷舉辦安謀TechCon大會上說。該裝置包含了一顆微處理器,夾在上端感應器與底部一個電池之間。

Strip away those extra components, rearrange the transistors into a cube and apply the type of advanced manufacturing process expected in 2020, and you’d end up with a device that occupies about the same volume as a blood cell, Muller said.

拿掉這些多餘元件,把電晶體重整成一個立方體,再應用預期2020年出現的那種先進製程,結果就能打造出一個所占容積跟一個血球約同樣大小的裝置,穆勒說。

ARM designs the processor cores used in most of today’s smartphones and tablets, and smaller cores are generally more energy efficient, he said. That helps to extend battery life.

安謀設計的處理器核心為今日大多數智慧手機、平板電腦所使用,較小的核心通常較節能,他說。那有助於延長電池使用時間。

That’s a good thing, because battery technology is advancing much more slowly, and Muller expects only a two-fold improvement in battery performance by the end of the decade.

那是件好事,因為電池科技進展速度緩慢許多,穆勒預測到了本十年末,電池效能只會有兩倍的改善。

新聞辭典

CTO:為Chief Technology Officer 的縮寫,技術長,又常稱為首席技術官、科技長。

be sandwiched between something and something:被夾在兩個東西中間。例句:The tiny kingdom was sandwiched between Austria and Czechoslovakia.(這個小王國夾處在奧地利與捷克斯洛伐克之間。)

end up:片語,結束、告終。例句:Wasteful people usually end up in debt.(浪費的人最後往往負債。)





二度實驗 微中子確實比光速快

〔編譯魏國金/綜合十八日外電報導〕歐洲核子研究組織(CERN)九月間宣布,實驗發現微中子移動速度比光速每秒約快六公里,由於這項消息引發科學界強烈質疑,為了釋疑,該組織十月間進行二度實驗,結果微中子速度仍快於光速。

推翻愛因斯坦? 專家視為誤差

二度試驗的結果於十八日上午刊登在科學期刊網站「ArXiv」,同時送交「高能物理」期刊,以進行同儕審查。

第一次的實驗是從瑞士CERN實驗室發射微中子至七百三十二公里外的義大利格蘭沙索實驗室。果然一公布立刻引發科學界譁然,因為該結果違背愛因斯坦的特別相對論。

CERN的研究團隊十月宣布進行第二次試驗以回應排山倒海而來的質疑。這一次研究團隊改變質子束的結構,因為批評人士認為該因素恐影響結果。這項改變有助於團隊在發射出質子束及其抵達目的地時,辨識出特定粒子。

義大利核子物理研究院十八日聲明指出:「目前為止,最新的測試可使先前結果獲得證實。」但美國專家仍然無法信服,指出實驗可能在計時上發生誤差。美國知名的費米實驗室指出,二度試驗仍對微中子的移動是否精確計時的問題未有解答,而毫釐之誤將使整個結果有千里之失。

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