由“超光速”想到的

传闻一华裔物理学家在一次实验中把光速提高了300倍。众媒体直言:"这个实验直接向爱因斯坦的相对论中的‘光速恒定’挑战,并将动摇如今的物理学大厦……"云云。这个实验结果的真实性还有待进一步证实,不过实验本身却为我们提供了一个认识物理学自身发展及相关方法论的机会。实验——科学研究的重要手段人类在认识自然、探索科学真理的过程中历经曲折.正是实验方法在科研中普遍、系统的运用,才使人类的科研步伐大大加快。从那著名的比萨斜塔坠落的两个铁球到α磁谱仪的升空,从阿基米德的澡堂狂呼到超导实验室里的每一次突破——科学实验,在科研活动中起着举足轻重的作用。我们知道,科学的本质是物质运动的客观规律,是不以人的意志为转移的,它的一个重要特征就是要以经得起重复实验的检验。反过来说,重复实验所获得的同样结果可以称之为科学事实,科学事实是科学理论的物质基础.如果这个"超光速"实验真的可以     

“冰立方”藏在南极的中微子“捕手”

<正>中微子,这个曾在2011年的"超光速"乌龙事件中一度街知巷闻的粒子物理学名词,在国际物理学的舞台上几度掀起了波澜。先是2013年11月,位于南极的"冰立方"中微子天文台首次确定探测到了来自太阳系外的深空中微子;而后是2014年的2月11日,一组英国科学家对中微子的质量提出了新的见解,认为中微子比先前认知的要重得多;最近     

科技短讯

重力传播速度等于光速 把一根木棍放到水里,就会出现看上去比实际长度短的假象,因为光线偏转导致光源的位置发生了明显变化。科学家通过测量这个现象,终于定量地确定了物理学上最后一个未经测试的基本概念,即重力以光速传播。 牛顿认为重力是瞬时的,爱因斯坦假设重力以光速传播,然而从未有人测量过重力的传播速度。2002年9月,美国两位科学家作了史无前例的     

引起轰动的中微子速度报告

曾几何时,比光速跑得更快的东西还子虚乌有。真要感谢互联网,就在9月16日,整个物理学界都看到了:法国里昂核物理研究所的达里奥.奥蒂耶罗(Dario Autiero)在一屋子满怀疑虑的物理学家面前,将全新的"速度精灵",即幽暗的称为中微子的亚原子粒子放到了桌面上,描述了在一次最新的实验中,他测得的中微子的速度超过了光速--这个宇宙速度的极限是由     

超光速运动的过去、现在和未来

本文论述了人类研究超光速运动的历程及存在的有关问题;指出了考虑虚数“i”作用的情况下,狭义相对论原有的框架内巳包含了超光速运动的理论,而闵可夫斯基时空性质更深刻地揭示了超光速运动与时空的若干特点且不违反因果律;猜测量子远程通信的物理本质与德布罗意波这种光速运动有联系,建议设计实验测量德布罗章波的相速度并深入研究波粒二象性这块物理学中尚未完全开垦的处女地。     

挑战光速

据媒体2011年9月和11月报道,意大利科学家在两次实验中都发现中微子束的速度比光速快。这个令人惊诧的实验结果如果得到验证,那么奠定爱因斯坦狭义相对论的基石——光速不变原理就垮塌了,现代物理学的根基也就没有了!那么,这个实验结果可信吗？超越光速意味着什么？光是什么？它有哪些奇妙之处？令人不可思议的极限速度——光速是如何测定的？本刊特别约请有关专家为读者释疑解惑。     

后基因组时代的交叉科学:从"Bio-X"到"X Biology"

近年来,随着"人类基因组计划"的实施,生命科学进入了一个"后基因组"(post-genome)时代.在这样一个时代,生命科学关注的范围越来越广,涉及的问题越来越复杂,采用的技术也越来越先进.这一切使得科学界兴起了一个潮流--数学、物理学、化学、工程学、计算机科学等非生物学科与生命科学相互交叉的潮流;出现了一批新型的多学科交叉的研究机构,如美国斯坦福大学的Bio-X中心.同时,在这个过程中诞生了许多新的交叉学科.     

3种超光速可能性

<正>我们从小接受的观点一直是:宇宙中没有什么东西的速度会比光速更快。但物理学暗示,光子有可能输在终点线。1宇宙膨胀这是宇宙突然变大的假想时刻。为了这件事的发生,时空的膨胀速度必须是光速的许多倍。这并不违反物理学法则,因为宇宙速度这个限制只适用于在时空中运动的物体,而不适用于时空自身的运动。宇宙膨胀是否真的发生过,迄今并不清楚。然而,空间膨胀正在让遥远的星系看上去不断远离我们,而且离开的速度是光速的好几倍。     

"理想实验"与物理学的发展

本文通过大量事例的分析,说明"理想实验"方法是一种重要的科学研究方法,它对物理学新理论的建立、对已有理论的补充、完善、对物理学的革命性发展都起到重要作用.科学工作者应重视对"理想实验"的研究和应用.     

质能互等式E=mc2的一个简单推导

文章依据在物理学中已知的3个基本原理:光速不变、光子具有质量以及质量守恒,给出了质能互等式E=mc2的一个简单的推导.     

物理界名人质疑中微子比光速快

几十纳秒,这在我们日常生活中是感觉不到的一瞬间,但在实验物理学中却能产生重大差别。9月23日,一个欧洲物理学合作项目——OPERA(利用乳胶寻迹设备开展中微子振荡实验项目)——宣布了一项令人震惊的发现:在位于瑞士和意大利两地实验室之间进行了一次中微子基本粒子的地下之旅后,经过测速,研究人员发现,中微子完成这段行程要比光速走完同样距离     

用类星体光谱检验物理常数是否随时间变化

物理学中的一些基本常数(如光速C、普朗克常量h、万有引力常数G、精细结构常数α等)对于物理学理论的建立有着根本性的影响。这些常数之所以被看作“常数”，依靠的是经验，即实验和观测结果，而无法从理论上证明这些常数一定不能随时间或空间发生变化。     

超光速探索中的困惑--相对论有关问题再议

介绍近十几年来超光速实验研究的结果以及凭借经典物理理论和量子力学原理对实验结果所作的解释;指出超光速探索中因"量子理论之佯谬"所引起的困惑;说明此探索的未来发展对相对论和量子理论的进一步结合可能产生一定的促进作用.     

解读"对称破缺"的真谛——2008年诺贝尔物理学奖

南部阳一郎因发现亚原子物理学的自发性对称破缺机制而获2008年诺贝尔物理学奖.所谓自发对称性破缺,是指一个物理系统的拉格朗日量(概括整个系统动力状态的函数)具有某种对称性,而基态(系统的最低能阶)却不具有该对称性.他的理论涉及广泛领域,2008年9月欧洲核子研究中心启动"大型强子对撞机"实验,就和自发对称破缺机制密切相关,其基本理论模型--"标准模型"就包括南部的研究,对撞机实验的主要目的是寻找质量的起源.     

"爱因斯坦年"给我们带来什么

再品"爱因斯坦精神" 据悉,在德国,纪念爱因斯坦的活动被看成是激发国人创新精神和创新意识的强心剂.而在我国,和"希望之光"一起通过电子邮件传来的10道物理题也引起了青少年爱好者对物理学无限的兴趣.     

光纤布里渊激光振荡腔的级联超光速传输及时域提前的拓展

光的群速度操控在全光信号处理、光与物质相互作用、超灵敏传感以及时间隐身等诸多领域中具有广泛的应用前景.本文报道利用布里渊激光振荡结构在光纤中实现超光速级联传输,实验证实超光速信号和普通光信号一样可以通过级联或中继来提高信号的时间提前量.实验显示,高斯光脉冲信号在两个单频布里渊激光振荡腔中级联经历了负群速度超光速传输,实现超光速传输距离及时间加快量的有效增加,最终实现了365.8 ns的信号加快.该级联方案为进一步实现长距离大信号加快量的超光速传输提供了新的解决方案.     

Tevatron关闭令美国物理学家心碎

9月23日,在欧洲的主要粒子物理学实验室——欧洲核子中心(CERN)——工作的研究人员中引起轰动。他们指出,谜一样的充满整个宇宙但却几乎不与任何物质发生作用的中微子,其速度可以超过光速。然而,根据爱因斯坦的狭义相对论,这显然是不可能的。2007年曾得出相同结论CERN的"乳胶寻迹设备开展中微子振荡实验项目"(OPERA)的物理学家向730公里处的意大利格     

"与世隔绝"的火星登陆模拟实验

这项载人火星登陆模拟实验是南欧洲空间局和俄罗斯生物医学问题研究所联合实施的.从2009年3月31日起,这个"火星机组"将被隔离在莫斯科的一个特别设施内,这个设施是根据火星之旅的特殊条件设计的.待这一模拟实验完成后,接踵而至的将是一项长达520天的实验,这跟一趟实际的火星往返之旅所需的时间一样长.     

“控制”光速

<正>在爱因斯坦的相对论中,光速被认为是无法"超越"的,光速有多快?每秒299781.819008千米,以光速从地球到月球只要1.2862秒,是目前人类已知的、在宇宙中最快的速度。虽然,目前我们无法实现超光速飞行,但我们已经能够成功地"控制"光速。来自德国达姆斯塔特大学的研究人员使用了一种被称为电磁感应透明效应的技术,成功地将光"困"在晶     

质能互等式E=mc~2的一个简单推导

文章依据在物理学中已知的3个基本原理:光速不变、光子具有质量以及质量守恒,给出了质能互等式E=mc2的一个简单的推导。