05中微子超光速的解釋標(biāo)準(zhǔn)

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1、中微子超光速的物理解釋（任海濤莆田學(xué)院電子信息工程學(xué)系福建莆田351100）摘耍：屮微子在1934年被確定存在。它是一種帶W微小質(zhì)餅的粒子。意人利科學(xué)家“OPERA”項(xiàng)0（格蘭薩索國家實(shí)驗(yàn)室）實(shí)驗(yàn)研究屮微子超出光速7.4km/$0而小柴昌俊在1987年超級(jí)祌岡的實(shí)驗(yàn)中測得屮子暴比光子暴提前3小吋到達(dá)地球。從這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得岀一個(gè)屮微子超光速現(xiàn)實(shí)存在的依據(jù)。一、中微子超光速的能量可行性分析現(xiàn)在已基木確認(rèn)屮微子基木上不參與四種力的作用，但我們?nèi)匀豢梢约僭O(shè)屮微子在穿過粒了?（原了）時(shí)，在與粒子核心一定（核心半徑為r，但相對(duì)作用距離L卻相當(dāng)小，這樣就不會(huì)造成當(dāng)中微子無

2、限接近核中心吋，力趨勢干無窮在的奇點(diǎn)問題）的距離L內(nèi)受到一種作用（町能并非是一種力的作川）。為了作一個(gè)量的分析，我們?nèi)匀话阉靡Φ男问綄懗鰜?即作用F=，。⑴r~式中M=m

3、=m2。設(shè)它們的相對(duì)原了數(shù)為N。在中微了穿過緊鄰兩個(gè)原子ml、m2（相距為2R,R也人于r）的過程屮，速度的變化位相對(duì)光速C很小，所以作用吋閬Af=—o（2）R在屮微了穿越致密物質(zhì)空W時(shí)可以認(rèn)為L=R,而在星際空問L?RRR能量垴量A￡=m(c+v)2—mc2==(3)lLL假設(shè)這利

4、作用山強(qiáng)力造成，由于只知道強(qiáng)力約為引力的1038量級(jí)，故z/=1O38G38GMLc如果該空叫的致密物質(zhì)

5、為原了排列，那么L=R，并且L即為原了半徑。只要M為質(zhì)量數(shù)接近20的原子就可以U:屮微子在該原子半徑處達(dá)到7.4km,如果中微子從基態(tài)電子的原子半徑穿過，其速度可以達(dá)到更高，也就是獲得更大的能跫。所以屮微子超光速在某種作用下是可以達(dá)到的。這種作用正是空間收縮。二、“OPERA”項(xiàng)n的實(shí)驗(yàn)與格拉H的實(shí)驗(yàn)之間的能暈分析“OPERA”項(xiàng)M的實(shí)驗(yàn)與格拉肖的實(shí)驗(yàn)都對(duì)，只是一個(gè)在空間上測速，一個(gè)在瞬態(tài)下測能景，他們都沒有錯(cuò)，U是都不夠精確。格拉H認(rèn)為如果真的超了光速，屮微子的能景會(huì)在飛行的過程巾損失，事實(shí)也是如此，巾微子在非致密空間內(nèi)（-R/2,0）范圍內(nèi)速度在增長，其中

6、（-R，-r）的一大段路程中速度幾乎不變，只在（-r,0）段表現(xiàn)Hi來。中微子的能量在物質(zhì)空閩飛行過程屮不斷的往復(fù)加速、減速。而這種臨核區(qū)的往復(fù)變動(dòng)在實(shí)驗(yàn)室的非致密區(qū)域不界易檢測出來，卯且這種運(yùn)行機(jī)制未被當(dāng)今物理界所認(rèn)識(shí)。所以就造成/格拉rt錯(cuò)誤地否定了“OPERA”項(xiàng)R的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。三、光子落后中微子的原因因?yàn)楣庾訜o質(zhì)量，所以光子不會(huì)被加速。乂因?yàn)楣庾邮嵌S粒子，它在近核區(qū)不受空間灰縮的影響而采取波動(dòng)的路徑在黎曼空M的H線上運(yùn)行（在歐幾里得空叫看是曲線）。而屮微了在黎曼空間曲線運(yùn)行（在歐兒里得空間看是直線）。從木質(zhì)上說中微了與光了在黎曼空間采取了不M的運(yùn)行方式

7、，造成了同時(shí)同地同速度（M大小同方向）出發(fā)的兩種粒子到達(dá)另一同一地點(diǎn)的時(shí)間不同。黎曼空間與歐幾里得空間在原了近核區(qū)的巨大差異導(dǎo)致了光了落P屮微子這樣的結(jié)果。在可行性分析屮，其實(shí)這種對(duì)屮微子的作用丼非是屮微子超出光速多少,而是光子通過原子半徑區(qū)域吋，它在歐兒里德空間看來速度相對(duì)于絕對(duì)真空光速慢了約v=而中微子在歐兒里德空間看來其速度仍等于絕對(duì)真空光速，在歐兒里德空間兩相比較就覺得中微子超過光子的運(yùn)行速度（光速）。四、廣義相對(duì)論的擴(kuò)展與延仲在“OPERA”項(xiàng)R實(shí)驗(yàn)中的研究與應(yīng)用。光譜頻率的引力紅移就是空間收縮造成的，丼且紅移位即收縮空叫與未收縮空叫的比值。愛因斯坦

8、的引力紅移公式Z=（V0-V）/V0=-cD/c2o表示太m表而與地球之間的引力勢差，v。、V分別表示光線在太陽表面和到達(dá)地球（引力近似為0）吋的頻率紅移量v/v0=/c2=hGM/c2R2如果式屮M為空間屮的一個(gè)質(zhì)子，如圖1，中微子通過該質(zhì)子的作用區(qū)域時(shí)R到r的紅移總量（也即是該段空間收縮的總量）2hGMrc(4)z為該段空間平均紅移，為R到r的距離。在此，我們將半徑為R的球形空間的密度解釋為該空間屮質(zhì)量產(chǎn)生的效應(yīng)，該密度效應(yīng)對(duì)半徑的積分產(chǎn)牛.的總效應(yīng)：9M47TT2~^RP^r=PX^R-r（7）p為該段空間T?均密度，為R到r的距離。從（4）（6）

9、兩式知再結(jié)合（5）（7）兩式知中微子通過的空間區(qū)域的密度PH平均紅移為fi、y為系數(shù)，則有如果光子在宇宙（或星系）空間走過了非常遠(yuǎn)的距離L，那么光子的紅移總值（即空間總縮短量）為ALoc^xL因?yàn)橛腥绻鸐中的原子質(zhì)量數(shù)為N,在原子個(gè)數(shù)一足的情況下NocMoALoc6y[px^Moc^x^將正比系數(shù)設(shè)為k由三的表述知屮微子通過黎曼空間的這一段距離L時(shí)，它相對(duì)光子少運(yùn)行了AL:令L等于光速C,因?yàn)橹形⒆釉跉W兒甩德空間看來在1秒的時(shí)間甩比光子多運(yùn)行了AL,所以中微了相對(duì)光子的速度值就多出了AL。所以中微子在歐兒里德空間看來相對(duì)光速的值為（式中為光速，N為穿越空間的主

10、要粒子的質(zhì)量數(shù)，p為該空間的平均密度）