Special Theory of Super Relativity and a Possibility to Exceed the Speed of Light
本文提出了一种修正的狭义相对论来描述超光速信号的传播。描述了麦克斯韦方程组的修正运动学和洛伦兹变换。讨论了一个可能的光速测量实验来验证这一理论。结果表明,将狭义相对论中的最大速度替换为OPERA合作组测量的中微子超光速,将导致用修正的相对论运动学方法由μ子衰变产物重建的μ子质量值降低.这个值与精确的μ介子质量测量有很大的冲突,后者排除了将信号的超光速引入狭义相对论。
2011-10-13 physics.gen-ph
Relativistic Theory of Superluminal Particles
由于某些实验已经发现了超光速现象,我们假定宇宙中的粒子按光速分为三类:亚光速粒子、光速粒子和超光速粒子,它们的能量-动量关系分别为E2 = m2 c4 + c2 p2、E2 = c2 p2和E2 + m2 c4 = c2 p2。爱因斯坦的相对论仍然成立,并因超光速粒子的存在而得到完善,时空的洛仑兹对称性也没有被破坏。应该有两套惯性参考系:亚光速和超光速参考系。两个惯性参考系之间通过洛伦兹变换联系在一起,但在1+3维时空中,两个惯性参考系之间的超光速坐标变换并不存在。因此,物理定律在两套惯性参考系中有不同的表述,狭义相对论应作修正。
2011-11-26 physics.gen-ph
A simple superluminal but not physical motion
我们讨论超光速的非物理运动,我们相信,有很高的教学潜力。它突出了狭义相对论中超光速概念背后的物理学,并说明了超光速的非物理特征,为处理闵可夫斯基时空图提供了有益的练习。
2007-07-30 physics.gen-ph
Symmetry, causal structure and superluminality in Finsler spacetime
中微子的超光速行为是最近由OPERA合作组报道的。科恩和科汉还注意到,在标准的量子场论中,超光速中微子会通过类切伦科夫过程迅速失去能量。芬斯勒狭义相对论可能提供一个与OPERA中微子超光性合作的框架,而无需类似切伦科夫过程。我们清楚地展示了Finsler时空的对称性、因果结构和超光速。相对性原理和因果律得以保留。在芬斯勒狭义相对论中,能量和动量是有定义的,并且是守恒的。证明了类切伦科夫过程在运动学上是被禁戒的,超光速中微子在从CERN到Gran Sasso实验室的远距离传播过程中不会损失能量。根据OPERA合作组和其他研究组的观测数据,研究了中微子超发光的能量依赖性。
2012-01-06 hep-ph physics.gen-ph
Superluminal Neutrinos from Special Relativity with de Sitter Space-time Symmetry
我们在具有deSitter时空对称性的狭义相对论框架下研究了最近的OPERA超光速中微子实验。根据爱因斯坦的观点,光子在狭义相对论的框架中被视为无质量的粒子。在狭义相对论(SR)中,我们有普适参数$c$,光子速度$c_{photon}$和真空中光波的相速度$c_{wave}=λν$。由于迈克尔逊-莫雷的零实验,我们有$c=c_{wave}$。参数$c_{photon}$由对应于SR时空对称性的Noether荷决定。在爱因斯坦的狭义相对论(E-SR)中,我们有$c=c_{photon}$。在具有SO(4,1)de Sitter时空对称性的dS-SR,即狭义相对论中,我们有$c_{photon}>c$。本文在dS-SR框架下检验了OPERA数据,证明了OPREA异常与用$R\simeq 1.95\times 10^{12}l.y.$对dS-SR的预言是一致的。基于dS-SR的$p$ - $E$关系,我们还证明了Cohen和Eschhow关于可能的类超光速中微子切伦科夫辐射的论点是不成立的。我们的结论是OPERA和ICARUS的结果是一致的,他们在dS-SR框架中解释。
2012-03-22 hep-ph physics.gen-ph
Space, Time and Superluminal Particles
如果教科书上的洛伦兹不变性实际上是描述某个临界距离尺度以上的物质扇区的方程的一个属性,那么真空中具有不同临界速度的几个物质扇区可以共存,并且绝对静止系(真空搁架,可能与膨胀宇宙的局部静止框架有关)可能存在而不与“普通”粒子感受到的明显洛伦兹不变性相矛盾(真空中临界速度等于光速c的粒子)。这样,时空的真实几何将不同于标准的洛伦兹不变性,庞加莱相对性原理将是一个局部的(在空间和时间中)近似的扇形性质。假设在真空中临界速度不同于c的粒子是超光速的,似乎是很自然的。我们以旋量时空为例来说明这种情况,其中旋量的模与时间变量相关,是膨胀宇宙的大小。从实验应用的角度讨论了超光速粒子和没有普适相对性原理的物质的若干性质。如果真空静止坐标系接近于宇宙微波背景所暗示的,那么在地球上对超光速粒子的实验研究应该主要考虑10E3 c左右的实验室速度范围,即使是非常高能量的超光速宇宙射线。简要讨论了新情景的几种后果的可探测性。
1997-02-24 physics.gen-ph
On the propagation speed of evanescent modes
理论上预测并实验上证实了倏逝波的群速度为超光速(v_g > c)。相比之下,已知真空中的前体速度不能大于c。本文通过仅基于麦克斯韦方程组的计算机模拟,证明了这两种现象的存在。换句话说,我们验证了超光速群速度的实际可能性,而不违反所谓的(天真的)爱因斯坦因果关系。(科目类:普通物理、经典物理、光学、狭义相对论; PACS编号:73.40Gk,03.80+z,03.65Bz;关键词:倏逝波;隧穿光子;哈特曼效应;群速度;超光速波;前兆;瞬态波;波前速度;麦克斯韦方程组;电磁波;计算机模拟;狭义相对论;广义相对论)。
1998-12-08 physics.gen-ph
Has superluminal light propagation been observed?
在Wang等人的报告$^1$中指出,获得了负群速度$u=-c/310$,并测量到脉冲前进位移62 ns。作者声称,负群速度与超光速光传播有关,脉冲前进与因果关系或狭义相对论并不矛盾。然而,这里表明,他们的上述结论是不正确的。此外,还提出了重新定义群速度和在狭义相对论中解释因果关系的建议。
2000-09-10 physics.class-ph physics.gen-ph
Special Theory for Superluminal Particle
OPERA合作报告了μ子中微子在真空中比光速更快的证据。本文提出了一种推广的相对论。我们认为所有的粒子可以分为三类:第一类粒子是它的速度在$0\leq v < c$范围内的粒子,例如电子、原子、分子等等($c$是光速,即,第一种粒子的极限速度)。第二种粒子的速度在$0\leq v < c_{m1}$范围内,例如光子($c_{m1}$是第二种粒子的极限速度)。第三种粒子的速度在$c\leq v < c_{m2}$范围内,例如快子和μ子中微子($c_{m2}$是第三种粒子的极限速度)。第一种粒子由狭义相对论描述。利用扩展的相对论,我们可以描述第二类和第三类粒子,可以分析OPERA实验结果,计算μ子中微子的质量。
2011-10-31 physics.gen-ph
Observing Air Showers from Cosmic Superluminal Particles
庞加莱相对性原理已经在低能下得到了非常精确的检验,但是它在高能现象上的外推还没有得到很好的证实。由于引力的重整化或物质的某种更深层次的结构,洛伦兹对称性可以在普朗克尺度下被破缺:我们预计这种破缺是一种非常高的能量和非常短的距离现象。如果教科书上的狭义相对论仅仅是描述某个临界距离尺度以上的物质扇区的方程的近似性质,那么就有可能找到一个绝对的局部坐标系(“真空静止坐标系”,VRF),并且可能存在与尚未在实验上发现的新自由度相关的物质超光速扇区。新的超光速粒子(“superbradyons”,即具有超光速临界速度的缓子)将具有正的质量和能量,并且除了临界速度的差异(c_i >> c,其中c_i是超光速扇区的临界速度)之外,运动学上表现得像“普通”粒子(在真空中的临界速度等于c的粒子)。它们可能是物质的最终组成部分在速度v > c时,它们预计会在真空中释放“切伦科夫”辐射(“普通”粒子)。超光速粒子可以提供大部分的宇宙(暗)物质,并产生非常高能量的宇宙射线。我们讨论:a)超光速物质与高能宇宙射线的成分、来源和光谱之间可能存在的关联; b)可用于探索此类效应的特征和实验。非常大的体积和前所未有的背景抑制能力是任何致力于寻找宇宙超缓子的探测器的关键要求。未来使用空气簇射探测器(特别是来自太空的)的宇宙射线实验自然满足这两个要求。
1997-12-26 physics.gen-ph
About Superluminal motions and Special Relativity: A Discussion of some recent Experiments, and the solution of the Causal Paradoxes
在伯克利、科隆、佛罗伦萨、维也纳、奥赛、雷恩等地进行的一些实验,导致了这样一种说法,即某些东西似乎以大于真空中光速c的群速度传播。其他各种实验结果似乎都指向同一个方向:例如,理论和实验上都发现了麦克斯韦方程组的局域小波型解,它们以超光速传播。[Evenμ子中微子和电子中微子[有人提出]可能是“快子”,因为它们的平方质量似乎是负的]。关于第一个提到的实验,最近Guenter Nimtz声称,那些与倏逝波(或隧道光子)有关的结果意味着超光速信号和脉冲传输,因此违反了爱因斯坦因果关系。在本文中,我们要强调的是,恰恰相反,所有这些结果都没有危及相对论因果关系,即使它们涉及实际的超光速运动:事实上,狭义相对论甚至可以处理超光速物体和波。例如,也有可能(至少在微观物理学中)解决已知的因果悖论,这些悖论是为比光速更快的运动而设计的,尽管这还没有得到广泛的认可。在这里,我们详细而严格地展示了如何解决最古老的因果悖论,最初由托尔曼提出,这是许多其他快子悖论(如J.Bell,F.A.E.Pirani,J.D.Edmonds和其他人)的核心。解决的关键是仔细应用快子力学,因为它明确地遵循狭义相对论。最后,在两个附录中的一个附录中,我们提出了在倏逝波情况下如何计算群速度。[PACS编号:03.30.+ p; 03.50.De; 41.20.Jb; 73.40.Gk; 84.40.Az; 42.82.Et …
2007-09-16 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
Secure Quantum Communication and Superluminal Signalling on the Bell Channel
本文提出了一种在贝尔信道上发送信息的方法和协议,以达到超光速信号的效果。该方法是使用光子纠缠态的检测作为一个二进制数字,并使用任何一个塌陷态作为补数数字-这就是协议。影响这种检测的手段是通过使用干涉仪设置,该干涉仪设置能够分辨对应于光子的两个偏振状态的两个干涉路径。为了实现水平分量和垂直分量的干涉,法拉第旋转器用于使两个分量进入对角偏振,该操作是酉的。调制是由远程信号发生器使光子波函数的一个方面崩溃而引起的;一个物理上安全的通道以超光的方式发送信息。初步讨论的冲突和相对论的希望的解决方案-值得注意的是,在两个站之间的传输的瞬间,没有质量-能量的转移,煽动通信,但传输的量子态-纯信息。
2011-06-11 physics.gen-ph
Special relativity with an arbitrary invariant limiting velocity of a particle
从四维旋转双曲面的正则方程出发,可以构造出一个任意极限速度的广义狭义相对论(GSTR).特别地,当极限速度等于光速时,恢复了对应于等边旋转双曲面方程的狭义相对论。在坐标空间和动量空间中,得到了在一般参数形式下,类时和类香料区域中任意速度极限值的广义洛伦兹变换.证明了在广义洛伦兹变换下时间(能量)轴的反转是不允许的。在GSTR中,类空粒子的静止质量是真实的。我们的结果强烈地表明,OPERA实验中的μ介子中微子很可能是一种极限速度超过真空中光速的类时或类光超光速粒子,而不是一种极限速度等于光速的类空超光速粒子(快子),其静止质量为$m=117.1^{+11.0}_{-10.5}$ MeV $/c^{2}$ .
2012-02-24 physics.gen-ph
Superluminal Particles and High-Energy Cosmic Rays
洛仑兹对称性已经在低能下得到了非常精确的检验,但它在高能现象上的外推还没有得到很好的证实。我们预计洛伦兹对称性的可能破缺是一个非常高的能量和非常短的距离的现象,与现有的数据兼容。如果教科书上的狭义相对论只是描述某个临界距离尺度以上的物质扇区的方程的近似性质,那么物质的超光速扇区可能存在,与实验上尚未发现的新自由度有关。新的超光速粒子(“超缓子”)将具有正的质量和能量,并且除了临界速度的差异(我们期望c_i >> c,其中c_i是物质超光速扇区的临界速度)之外,运动学行为与“普通”粒子(在真空中临界速度等于c的粒子)相似。在速度v > c时,它们预计会在真空中释放“切伦科夫”辐射(“普通”粒子)。如果超光速粒子存在,它们可以提供大部分的宇宙(暗)物质,并产生非常高能量的宇宙射线,与文献中报道的无法解释的发现相符。我们讨论:a)超光速物质与高能宇宙射线的成分、来源和光谱之间可能存在的关联; b)可用于探索此类效应的特征和实验。
1997-05-26 physics.gen-ph
Remark on "Pair Creation Constrains Superluminal Neutrino Propagation"
粒子群速度的概念应与其哈密顿-雅可比速度一致。这一点在科恩的工作中被忽略了,他在《{ \it对的产生限制了超光速中微子的传播}》(《物理评论快报》)中写道。{ \bf 107},181803(2011))。由此得出结论:只要看到超光速中微子,就存在类切伦科夫辐射。我们证明了在具有de Sitter时空对称性的狭义相对论(dS-SR)框架下,上述Cohen-Schenhow论证不成立,类切伦科夫辐射是被禁止的.我们的结果是一致的实验结果的ICARUS合作。
2012-06-15 hep-ph physics.gen-ph
Can gravitation accelerate neutrinos?
利用广义相对论,给出了大质量自旋试验粒子在引力背景下运动的拉格朗日方程。顶点所遵循的路径是非测地线。本文研究了在史瓦西背景下的陀螺运动的一个精确解,它允许陀螺的超光速传播。结果表明,该解决方案成为相关的粒子与小质量,如中微子。利用这个一般结果计算了小质量粒子在弱引力场中部分轨道产生超光速运动的必要条件。超光速运动的条件建立了粒子的质量、能量和总角动量之间的关系。
2012-11-28 physics.gen-ph
Hyper-relativistic mechanics and superluminal particles
OPERA最近的高能中微子实验,以及天体物理学观测数据,可能证明违反了狭义相对论的基本原理。本文试图对相对论力学提出一种基本的修正,它既符合力学原理,又符合狄拉克推导相对论量子方程的方法。我们提出的超相对论模型是基于修改后的粒子的能量和动量之间的色散关系。新理论的预测与标准模型有很大的不同,因为前者意味着大的洛伦兹伽马因子(粒子能量与其质量之比)。首先,我们研究了描述超光速中微子假想运动的模型关系。其次,我们分析了真空中光子和非零质量粒子的切伦科夫辐射特性。之后,我们推导出广义洛伦兹变换的超相对论的情况下,导致在一个根本的变化的法律组成的速度和粒子运动学。最后,我们研究了Dirac方程的一个超相对论版本及其性质。在本文中,我们试图使用简单的语言,使其访问不仅科学家,但本科生以及。
2012-01-27 physics.gen-ph
The Extensive Special Relativity and Comment on Local Lorentz Transformation in Varying Speed of Light Theory
证明了不同系统的局域洛伦兹变换不能导出变化的光速。根据狭义相对论原理,必须得到速度不变。因此,狭义相对论的确切基本原理应重新定义为:狭义相对论原理,它必然导出一个不变的速度。二.假设理论中的不变速度是真空中的光速c。如果第二个原理不成立,例如存在超光速运动,理论仍将是广义的狭义相对论,其中的公式是相同的,只是c被不变的速度所取代。如果不变速度是各种不变速度,时空的多样性将对应许多世界。光速变化理论可能只与广义相对论有关。
2007-06-09 physics.gen-ph
Is the Consequence of Superluminal Signalling to Physics Absolute Motion through an Ether?
在早期的论文中,作者阐述了一种通过纠缠量子信道进行经典数据通信的干涉仪方案。我们回到这个概念,以表明量子力学定律没有被违反,并且该设备能够影响量子态的统计混合(并且这可以被检测到),但不是统计-即可观测的物理学。超光速信息传输的想法,在前面的文章中讨论,提出了发展的绝对空间,时间和运动的概念与相对论效应归因于运动通过一个绝对的参考系-作为逻辑的后果指示,渗透的材料造成的“相对论”的影响。洛仑兹变换的互易性质在超光速信号下失败了-一帧将绝对时间膨胀和长度接触;因此一个完整的“以太变换”(尽管这不能是一个组)和一个速度加法定律被推导出来,双胞胎的Parabel被重新考虑。看起来,至少在狭义相对论中,运动的现象学效应被置于一个绝对的、逻辑的、唯物主义的环境中,而不是一个令人困惑的相对环境中,这种相对环境也许不允许进一步检查引起效应的"它是什么“。然后,作者讨论了这一方案是否可以带入广义相对论,时空扭曲归因于以太属性的变化,但总体上可以在三维空间中描述。
2011-06-11 physics.gen-ph quant-ph
Transparent Anomalous Dispersion and Superluminal Light Pulse Propagation at a Negative Group Velocity
朗道和利夫希茨指出,在透明的无源介质中,所有频率的电磁辐射都被吸收,因此不可能发生反常色散。在这里,我们表明,理论和实验上,透明的线性异常色散时,可以发生增益偶。因此,即使在负群速度下,也可以观察到光脉冲通过透明介质的超光速传播,几乎没有脉冲失真。因此,实验上观察到{ \it负渡越时间},导致入射光脉冲的峰值甚至在进入介质之前就离开了介质。这种违反直觉的效应是由于光的波动性质而导致的{ \it重新定相}过程的直接结果,并且与因果关系或爱因斯坦的狭义相对论都不矛盾。
2000-12-28 physics.gen-ph physics.optics
Tachyons or Antiparticles?
本文证明了基本粒子可以违反狭义相对论的第二公设。根据海森伯原理,超光速粒子在量子力学的理论框架中是允许的。本文将快子等同于“完整”庞加莱群(庞加莱群加上时空反射)的酉不可约表示。在过去的时间圆锥体上
2006-01-17 physics.gen-ph
Tachyonic Dirac Equation Revisited
在本文中,我们回顾了两种理论方法制定的快子狄拉克方程。第一种方法在限制相对论中起作用,从与类空四动量一致的洛伦兹不变拉格朗日量开始。第二种方法使用相对论扩展到超光速运动和工程直接对普通狄拉克方程通过超光速洛伦兹变换。从这两种方法得到的方程显示出大多数不同的,如果不是相反的,属性。特别地,第一个方程在奇偶和电荷共轭操作的作用下违反了不变性。虽然它是描述类空粒子动力学的一个很好的数学工具,但它也表明粒子的平均速度是亚光速的。相比之下,第二个方程在宇称和电荷共轭对称性的作用下是不变的,但它描述的粒子与快子的经典动力学是一致的。这项研究表明,这是不可能的,与目前可用的理论,制定一个协变方程,相干描述的中微子在快子物理学的框架,并根据实验,一个方程,而不是其他应使用。
2020-11-18 physics.gen-ph
Extending the redshift-distance relation in Cosmological General Relativity to higher redshifts
由宇宙学广义相对论导出的红移-距离模关系,即哈勃图,已被推广到任意大的红移。采用数值方法和密度函数,发现在所有的红移场方程的有效解决方案的结果。该扩展已与302个Ia型超新星数据以及69个伽马射线暴数据进行了比较。然而,后者并不真正代表“标准烛光”,因为推导出的距离模并不独立于所使用的宇宙学。然而,分析表明,可以实现良好的拟合,而无需假设暗物质的存在。卡梅尔理论也被证明描述了一个总是空间平坦的宇宙。这是由于宇宙学常数$Ω_Λ = 1$的能量密度的基本假设,真空能量的结果。宇宙的曲率由\textit{spacevelocity}度规描述,其中曲率在任何时期的能量含量是$Ω_K = Ω_Λ - Ω= 1-Ω$,其中$Ω$是宇宙的物质密度。因此,总密度始终为$Ω_K + Ω= 1$
2007-11-22 physics.gen-ph
General Invariant Velocity Originated from Principle of Special Relativity and Triple Special Theories of Relativity
这封信即首次证明了广义不变速度是由狭义相对论原理产生的,即发现了广义不变速度的起源,并将广义不变速度作为现行理论中的不变光速,得到了相应的狭义相对论。本文进一步推导了宇宙学中的三重狭义相对论,取消了光速不变的假定,证明了存在一个由宇宙学实验确定的广义常速K,对于K > 0,= 0和< 0,它们对应于三种可能的相对论理论,其中狭义相对论自然包含在K >这封信预言,对于K < 0,宇宙学中某些特殊的物理系统,还可能存在另一种满足狭义相对论的情形,在这种情形中,所观察到的相对论效应将是运动的物体将被拉长,运动的时钟将被加快。K = 0点是一个分叉点,通过它给出了宇宙学(或多元宇宙)中三种可能的宇宙。当通过实验确定了一种物质的最大不变速度可能是超光速或等于光速时,则该不变速度可作为本函所得到的一般不变速度之一,利用本函的理论,现有物理理论的所有结果都是一致的。
2012-07-01 physics.gen-ph
Angularly Deformed Special Relativity and its Results for Quantum Mechanics
本文介绍了变形的狭义相对论,它为量子力学提供了一个新的理论背景。该理论的表述源于与狭义相对论的直接类比,但其基础是通过对影响相对论粒子质量和能量之间爱因斯坦等效原理的速度-动量平行性的破坏的假设奠定的。此外,推导是基于一个程函方程的技术,其良好确认的物理作用奠定了光学和量子力学的基础。结果,我们得到了狭义相对论的角变形,它清楚地描述了新的基于变形的物理学理论基础,而且,对于这种情况,对狭义相对论预言的虚质量和形式超光速运动等理论问题提供了建设性的和一致的唯象讨论。在相对论性理论中,形变的存在并不会破坏庞加莱不变性,特别是洛伦兹对称性,并且提供了通过克莱因-戈登方程描述的玻色子和满足狄拉克方程的费米子的本质修改。另一方面,在量子理论的讨论层面上,出现了突现变形时空的概念,其中角变形的存在阐明了对自旋性质的某种新的见解,以及海森堡不确定原理和薛定谔波动方程。
2015-09-15 physics.gen-ph
"Nonrelativistic" kinematics: Particles or waves?
粒子的运动学是指事件和切向量,而波的运动学是指对偶梯度平面。狭义相对论[1-3]同样适用于这两个物体。在这里,我们表明,时空交换对称性[7]隐含在基于普适常数c的长度SI定义中,在低速下具有深远的影响。伽利略物理学,精确在极限c \to \infty,被一个对偶的所谓的卡罗超光速运动学[4-6]所反映,精确在极限c \to 0。几个新的结果如下。伽利略极限解释了牛顿力学中的质量守恒,而对偶极限则是波动速子运动的运动学先决条件[8,9]。例如,波粒二象性的朗代悖论[19,20]在狭义相对论中就有一个自然的解决方案,即超光速的粒子波。强调了内粒子能mc^2不能忽略,而动能导致了一个推广的伽利略群。我们还证明了麦克斯韦方程组在伽利略和卡罗尔对称性下具有磁极限和电极限协变。
2010-05-11 physics.class-ph physics.gen-ph
Long range correlations and relativity: metatheoretic considerations
超距散射是物理学理论的一个普遍性质。因此,它在理论建设上并不是一个富有成效的想法。它的缺乏赋予一个刚性的理论,我们通过分析EPR型的相对论理论的长程相关性。刚性是基础理论所需要的,理论建设应该集中在结构不稳定的属性上,使远距离行动成为一个次要问题。虽然在许多现代物理学理论中似乎存在明显的超光速效应,但我们认为它们不是超距离作用的基础。
1999-02-23 physics.gen-ph quant-ph