解读中微子的超光速运动 (PM38)(上)
2011-09-27 07:47:19
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 作者  苟文俭

【导言】相对于真空中光的传播,中微子运动速度是可变的;这是IV模型自然的逻辑结论。中微子超光速运动也服从物理规律,具有运动的因果性,它与离开了因果性的所谓“时空隧道”址不上任何关系。

把IV模型上升为用数学演绎表述的形式化理论,还有大量的工作要做。作者热忱欢迎所有感兴趣的理论物理工作者共同开展对IV模型的合作研究。

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实验测量表明,光子质量为零,而中微子有质量。但我们又知道:光子也有由能量量度的物质质量,说光子质量为零,实际是指它没有可以被加速的质量。物质被加速就表明了它具有经典力学定义的惯性特性,因此光子质量为零实际是指它的惯性质量为零。

对由惯性质量量度的物质,就称是惯性物质,其质量也就是惯性质量。

对由光子能量量度的物质,都要通过真空转移的物质,作者也称是转移物质。其质量也称是转移质量。由中微子能量量度的也是它的转移物质,其质量也即是转移质量。

特别注意:中微子惯性质量都小于由能量量度的转移质量,而且是在它的转移质量上附加的。这就表明:在中微子的转移物质中,只有一部分表现了惯性特性,因此它的惯性物质就称是转移惯性物质,其质量也就是转移惯性质量

由此可以确定,光子与中微子的根本区别是:光子的转移物质只能用转移质量量度,而中微子的转移物质除了可以用转移质量量度外,也还有一部分可以用惯性质量量度。

在作者创建的IV模型(注)中:组成粒子的基本单位称基元,用V表示,它来自以固有方式存在的真空基本单位V0的对称破缺,有左、右手性;粒子就是左、右手性基元V在手性互补中组织起来的最小V集团;粒子物质,是V0的原始物质元素a经过转移后在粒子V集团的聚集,它有构成了粒子以静态方式存在的ai、及产生粒子运动的act这两种类型。

IV模型中现实的物理真空,由一对左右手性的真空态基元、在手性互补中组织起来的真空量子Q组成的;光子与中微子的上述根本区别,来自它们转移a的不同方式;

1、当粒子V集团只有多余a进入真空Q时,它们只能以act的存在方式转移,每次转移都涉及了多个Q;这即是我们常说的光子;对这些a的测量就只能形成转移质量

2、粒子V集团的中心单手性基元独立存在时就记为Vcs。在粒子衰变中当有Vcs形成的,它只与一个Q碰撞,它的a也只能以ai的存在方式经这个Q转移;这即是我们常说的中微子,它的所有a也都是转移物质;但当某些a在Vcs中滞留的时间达到可以构成惯性特性时,这些转移的a也就又具有了惯性特性,从而也就又附加了转移惯性质量。

转移惯性物质将遵循经典力学规律。中微子运动有以下两个部分:

1、全体转移物质的运动,称是物质转移运动;它与真空中光的传播相同,始终保持了真空中光速c。注意中微子的所有物质都首先是转移物质。

2、部分惯性物质的运动,称是物质惯性运动;它既可以被加速,又可以保持其初始的惯性运动,满足经典力学规律。注意这是中微子部分物质附加的运动。

因此,中微子运动也就是上述两个部分运动的合运动。注意:(1)中微子的这种合运动,与经典运动学中运动分解与合成的合运动有根本区别;(2)转移质量有惯性质量的情形只有中微子;所有粒子,只有中微子才有这种合运动。

(二)

设中微子能量量度的转移质量为E,它附加的转移惯性质量为ΔEm,它开始被加速的加速度为a,初始的惯性运动速度为u,它加速后在转移物质运动方向的速度为v。

v也即是以a、u为自变量的函数,可表示为v=f(a,u)……………(1)。

中微子实际的运动速度用cν表示,它就应当是c与(ΔEm/E)v之代数和,因此有:

cν=c+(ΔEm/E)f(a,u)……………(2)。

根据构成中微子实际运动的上述原因,即可以得:

如果上述(1)式中的速度取正值,中微子就会以超光速运动,如果取负值它就会以低于光传播的速度运动;相对于光传播,中微子运动速度是可变的。还容易理解,中微子运动实际偏离光传播的程度决定于如下三个因素:

1、转移惯性物质所占的比例有多大,即上述(2)式中ΔEm/E的取值如何。

2、上述(1)式中,惯性物质运动的这种速度v有多大。

3、中微子运动路程越远,它偏离光传播的时间差也就越大。

当中微子转移质量为E,它转移惯性质量为ΔEm时,IV模型得到的它们二者的关系是:

ΔEm=f(α)E………………(3)。

(3)式中α是量子力学中描述原子能级的超精细结构常数,它与单个Q以ai存在方式持续转移a的两个因素有关。f(α)是非线性的二次函数。ΔEm要随E的增大而增大,但有非线性的复杂性。注意中微子转移惯性质量也即是实验室测量到的中微子质量

(三)

对《自然》杂志网站9月22日报道的、欧洲研究人员发现的中微子超光速运动,它由瑞士的日内瓦发射,在意大利的罗马接收,运动路程为730km,其表示如图所示。

这些中微子在日内瓦发射时,决定它惯性物质运动的初始运动是如下两个因素:

1、发射时被加速的加速度,在图中就用箭头线a表示。

1、由于地球自东向西自转,在日内瓦北纬构成的地球自转线速度,在图中就用箭头线u表示。

中微子转移物质运动速度即为真空中光速c,图中用箭头线c表示,上述(1)式中的速度v也用箭头线v表示。

中微子超光速,说明v是正值,因此(2)式中的中微子实际运动速度cν>c。

设中微子运动路程为s,它分别以c或cν运动的时间差为Δt,则有s/c-s/cν=Δt,

即有cν=sc/(s-Δtc),由(2)式即可以得(1)式中v的具体计算公式为:

v=(E/ΔEm)·[s/(Δtc)-1]^-1·c……………(4)。

根据欧洲中微子运动的实验条件,s为7.3×10^5m,Δt=10^-9s,取c=3×10^8m,惯性物质所占比例设为十分之一,即E/ΔE0=10。如此由(4)式即可得v=1.23×10^3m/s。

即在欧洲的这次中微子运动测量中,在上述给定的条件下,被测量中微子惯性物质运动加速后,它在转移物质运动方向形成的速度大小约为1.23×10^3m/s。

接《解读中微子的超光速运动(PM38)(下)》

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