量子力学的基本原理之一是“测不准关系”(Uncertainty principle),即Δx·ΔP≥h/4π。这个原理告诉我们,微观粒子的某些物理量(例如,位置和动量、方位角与动量矩、时间和能量,等等),不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定性就越大。测量一对共轭量的误差(标准差)的乘积必然大于常数 h/4π(h是普朗克常数,h=6.626×10-34J·s)。
最近的一则爆炸性新闻是,意大利格兰萨索国家实验室的“OPERA”实验装置接收了来自欧洲核子研究中心的中微子(neutrino),发现两地相距730公里(距离经精确测定),中微子“跑”过这段距离的时间比光速还快了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)。实验反复观测到这个现象1.6万次,实验结果精确度达到6σ(标准差)。这就意味着,实验十分精确地测定了中微子的速度v,或者说是动量P(mv)。
根据测不准原理,对于微观粒子来说,速度(动量)测准了,其位置必然测不准。那么,我们是否可以质疑OPERA的实验中,中微子的位置是不确定的呢?或者说它的位置根本没有测准呢?但是,这次的实验仪器既然能够“接收”中微子,说明可以将其准确定位,不是吗?难道对于中微子,位置和动量可以同时准确测定?
中微子超光速现象,虽然还没有得到最后确证,但意义重大,因为它不仅违反了爱因斯坦的狭义相对论,而且实验结果似乎也违反了量子力学的测不准原理。另外一种可能是,是不是量子力学与相对论本来就是矛盾的?
敬请行家指教!
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