人们对于速度低于光速的物质粒子了解甚多，而对速度高于光速的物质粒子—-快子却知之甚少。人们通过对狭义相对论的进一步研究发现，速度原本就超过光速的快子的存在并不违背狭义相对论，但到目前人们对快子的特性并不清楚，也不知道为什么不能发现快子。

简介

爱因斯坦于1905年发表狭义相对论称，在真空环境中，宇宙中没有任何物质的运动速度可以超过光速。这已经成为人们理解宇宙和时间的理论依据，同时也是现代物理的理论基础之一。

但是欧洲粒子物理研究所的研究人员于2011年9月宣布，他们发现了一种中微子，其速度达到了299798454米/秒，而光速仅有299792458米/秒。一旦得到验证，这将是一次“革命性的发现”。

研究

文学中的超光速

法国天文学家弗拉马利翁曾写过一本科学幻想小说，书中描述了一位以大于光速运动的主人翁在宇宙空间旅行，碰到了一系列不可思议的奇迹：如发射的炮弹倒飞回炮口里，死去的人又复活了等等。当时爱因斯坦对这本书极为不满意，爱因斯坦认为超光速的情况是不可能的。如果一个人以超光速运动，他将会返老还童，甚至返回到母腹子宫内，超光速完全是无稽之谈。

宇宙中的超光速

爱因斯坦在相对论中提出，光速是宇宙中最高的速度，现代物理学里很多内容都是建立在这个理论上。科学家在精确测量光速方面做了无数次的实验，但还从未发现过任何微粒运动速度可以超过光速。

二十世纪五、六十年代之前，就人们所认识的限度而言，爱因斯坦的观点应该是正确的：超光速是不可能的。

科学家假想的超光速

二十世纪七十年代前后，射电天文学家发现，宇宙中有4个致密的河外类星体射电源。河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云——射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速的5倍至10倍。

这些难以解释的现象有些使科学家们胆怯，生怕被不精确的测量所愚弄。可美国和西德的一些科学家经过十多年的认真观测，积累了足够多的数据，令人信服地证实他们的观测是真实的。这就是说，超光速粒子在茫茫宇宙中是客观存在的。面对这种出乎意料的结果，众说纷纭，各种猜测，假说应运而生。

近代超光速粒子理论首先由Bilaniuk等三位美国科学家在1962年提出。他们在《美国物理杂志》上发表论文建议：在狭义相对论的框架内可以允许超光速粒子，可是需要增加了一条新假设。后来有人把超光速粒子称为快子（tachyon)。由于他们的新假设带来了无限负能量的问题，所以这些研究没有得到重视。

狭义相对论中的空间和时间坐标是洛伦兹变换。按照这个变换，一旦有超光速粒子，那么在另一个运动参考系上观察这个超光速粒子时，它的时间可能倒演。这是狭义相对论不允许超光速粒子的主要理由。

张操研究了另外一种空间和时间坐标变换“推广的伽利略变换”，简称（GGT）。按照GGT，在不同的运动参考系，同时性是绝对的。也就是说，在不同的运动参考系，超光速粒子运动时间都是正向的。

推广伽利略变换的时间相当于物理学中的格林威治时间。当采用这种时间定义时，具有二个明显优点：其一，不会产生"时钟佯谬"的逻辑矛盾；其二，当采用推广的伽利略变换中的时间定义时，任何惯性参考系观测到快子的运动，其时间箭头都是正向的。这样，就克服了超光速理论中时间倒演的困难。

最新发现

2011年9月，欧洲科学家科学家宣布发现一种运动速度比光速还快的亚原子微粒。如果这个结果得到证实，现代物理学的基石将被撼动。

科学家发现超光速粒子

2011年9月23日，在欧洲核子研究中心（CERN），科学家们发现了意料之外的现象：被送往732公里之外Gran Sasso实验室的中微子们比光速快了60纳秒到达。用更大的数字来表示，就是光速299,792,458m/s，而他们在实验中检测到中微子速度是299,799,953m/s。

这一数值的实验误差是10纳秒，换言之，基本上比光速快是没错的！虽然只是0.0025%的区别，但这一挑战狭义相对论光速不变原理基石的发现一旦得到证实，将会给物理学界带来巨大的变化。

突破光速不是儿戏，科学家们慎之又慎的反复测验。研究发言人Antonio Ereditato博士表示他们已经反复检验过数据和设备，但就是无法发现有什么错误，只好选择将这一结果公开，期待得到更多研究机构的重复实验和验证，以其最终得知这究竟是不是一个事实。

尽管以一般的实验准则来说，他们的数据早已足够坚实。Antonio Ereditato博士说，为了检验μ中微子与τ中微子的转换，他们在三年的时间中总共进行了一万五千次中微子发射，而每一次的结果都指向同一事实：这些中微子，就是要比光速快。

爱因斯坦理论中最广为人知的说法之一就是“光速无法超越”，这也确实是现代物理中最基本的基础之一。然而，这次不知道爱氏理论是否仍然能够坚而不破。

实验

欧洲粒子物理研究所研究人员为了检验μ中微子与τ中微子的转换，他们在三年的时间中总共进行了一万五千次中微子发射，而每一次的结果都指向同一事实：这些中微子就是要比光速快。

日本的T2K研究组和美国芝加哥的MINOS研究室都已经受邀验证这一实验。其中MINOS实验室曾在2007年宣布发现了超光速中微子，但直至现在仍未公布验证结果。