欧洲 KM3NeT 合作组使用地中海海底的 ORCA 深海中微子望远镜，采集 1.4 年观测数据、分析 5828 个大气中微子候选事例，没有找到违背洛伦兹不变性的信号，也就是没有观测到相对论预期之外的偏离，同时为这类可能存在的新物理效应给出了更严格的上限，论文发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》。洛伦兹不变性是相对论的根基，它假定物理规律在所有惯性参考系里保持一致；很多尝试把引力和量子力学统一起来的量子引力理论猜想，时空在极微观尺度是离散的，这种结构有可能轻微破坏洛伦兹不变性，进而改变中微子振荡规律。中微子几乎不和物质发生反应，可以横穿整个地球，在长途传播中会发生味振荡，如果存在洛伦兹破缺，振荡概率、能谱、到达方向就会和标准理论计算不一样，所以它是检验相对论极限非常理想的探针。这次工作除了收紧已有参数的限制，还第一次直接给出针对 μ 中微子、τ 中微子之间振荡通道的部分洛伦兹破缺效应约束；但要分清，“没找到偏离” 不等于证明洛伦兹不变性绝对永远成立，只是把允许偏离存在的参数空间压缩得更小。
一、实验基础信息清单
- 实验装置：KM3NeT / ORCA，布放在地中海海底约 2450 米深处
- 观测单元：前 6 个探测单元（ORCA6）
- 数据时长：1.4 年
- 有效事例：5828 个大气中微子候选事件
- 核心目标：寻找洛伦兹不变性破缺（LIV）
- 结论：未检出显著偏离，给出新上限
- 特殊成果：首次直接约束 μ–τ 中微子振荡对应的一类洛伦兹破缺参数
- 配套兄弟探测器：ARCA（更深，约 3450 米，侧重超高能宇宙中微子）
二、核心概念对照表
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 洛伦兹不变性 | 相对论核心：光速不变、物理规律不随观测方向、参考系改变 |
| 洛伦兹破缺（LIV） | 量子引力候选理论预测：极高能、极小时空尺度下这条对称性可能失效 |
| 中微子振荡 | 中微子飞行途中在电子、μ、τ 三种味之间互相转化，振荡概率可精确计算 |
| 大气中微子 | 宇宙线撞击地球大气产生，穿过地球，天然长基线探针 |
| 实验意义 | 如果测出偏离，就是确凿的新物理；没测出，就缩小新理论的生存空间 |
三、为什么深海适合做这个实验
- 海水充当天然屏蔽层，过滤掉大量地表容易混入的宇宙线本底噪声。
- 水介质可以放大切伦科夫光，让光电倍增管捕捉中微子反应产生的微弱闪光。
- 大气中微子从各个方向穿过地球，天然覆盖很长传播基线，微小效应会被长途累积放大。
- 装置长期连续运行，稳定采集高能中微子样本。
四、容易混淆的关键点
- 本次结果不是证明相对论 “绝对牢不可破”，只是：在当前精度下，没有看到偏离，并且把允许的偏离幅度压得更低。
- “没有信号” 不能排除所有洛伦兹破缺模型，只是排除了一部分参数区间，还有别的形式、更高能标版本依然存活。
- 这次主要是大气中微子振荡检验，和 KM3NeT 之前那个 220 PeV 超高能中微子事例是两套独立分析，互相补充但不是同一个研究。
- 洛伦兹不变性一旦真的被打破，会动摇光速上限、因果律，是基础物理里非常重大的突破口。
【常见问题】
问题 1：地中海深海中微子观测寻找相对论偏离，用的是什么望远镜？
回答 1：地中海深海中微子观测寻找相对论偏离，使用的是 KM3NeT / ORCA 海底中微子望远镜，布设在地中海约 2450 米水深。
问题 2：地中海深海中微子观测未发现相对论偏离，这次分析了多少中微子事例？
回答 2：地中海深海中微子观测未发现相对论偏离，团队一共分析了 5828 个大气中微子候选事例，数据来自 1.4 年的连续观测。
问题 3：地中海深海中微子实验为什么选中微子来检验洛伦兹不变性？
回答 3：中微子几乎不与物质作用，可以横穿地球、传播极远；如果存在洛伦兹破缺，会改变中微子振荡概率，长途传播会把微小的偏离效应放大，方便实验捕捉。
问题 4：地中海深海中微子观测没有发现相对论偏离，是不是相对论已经被彻底证明永远正确？
回答 4：不是，地中海深海中微子观测没有发现相对论偏离，只是在当前精度下没有观测到信号，并且收紧了洛伦兹破缺参数的上限，依然不能排除在更高能标、别的形式下存在偏离。
问题 5：地中海深海中微子这次研究有什么之前没有做到的约束？
回答 5：地中海深海中微子这次研究，首次直接给出对 μ 子中微子和 τ 子中微子之间振荡通道的部分洛伦兹不变性破缺效应的约束。
【参考资料】
[2026-11-09]（深海望远镜为检验相对论提供新结果）中国科技网
[2026-11-09]（科学家用深海望远镜检验相对论，爱因斯坦理论再次经受考验）澎湃新闻
[2026-11-09]（Testing Einstein's laws from the bottom of the Mediterranean Sea）EurekAlert
[2026-03-10]（Atmospheric neutrino constraints on Lorentz invariance violation with ORCA6）KM3NeT 官网
【免责声明】
本内容基于 KM3NeT 合作组论文、官方发布及权威科技媒体报道整理；本次仅在现有实验灵敏度内未观测到洛伦兹不变性破缺，不能完全排除其他形式、更高能标的新物理；基础物理实验持续迭代，未来更大规模、更高能中微子观测还有机会发现偏离；本文仅科普实验结果，不构成理论定论。