[論文レビュー] Neutrinos Must be Tachyons

Eue Jin Jeong|ArXiv.org|Apr 14, 1997

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、ニュートリノの実験的データにおける不整合、特にニュートリノ振動実験からの負の質量平方値、静止ニュートリノの不在、右巻きニュートリノの証拠欠如に基づき、ニュートリノが常に光より速く移動するタキオン（超光速粒子）でなければならないと主張している。著者は、長年のニュートリノ物理学の不審な現象を解消するために、ニュートリノをタキオンに再分類することを提案し、修正された相対論的枠組み内での運動論的および量子的性質の画期的な再解釈を提示している。

ABSTRACT

The negative mass squared problem of the recent neutrino experiments from the five major institutions prompts us to speculate that, after all, neutrinos may be tachyons. There are number of reasons to believe that this could be the case. Stationary neutrinos have not been detected. There is no evidence of right handed neutrinos which are most likely to be observed if neutrinos can be stationary. They have the unusual property of the mass oscillation between flavors which has not been observed in the electron families. While Standard Model predicts the mass of neutrinos to be zero, the observed spectrum of Tritium decay experiments hasn't conclusively proved that the mass of neutrino is exactly zero. Based upon these observations and other related phenomena, we wish to argue that there are too many inconsistencies to fit neutrinos into the category of ordinary inside light cone particles and that the simplest possible way to resolve the mystery of the neutrino is to change our point of view and determine that neutrinos are actually tachyons.

研究の動機と目的

• ニュートリノ質量測定における持続的な不一致、特に振動実験で観測された負の質量平方値を解消すること。
• ニュートリノが通常の質量を持つ粒子であると仮定した場合に予想される静止ニュートリノおよび右巻きニュートリノの実験的検出がなされていないという事実を解消すること。
• 標準模型がニュートリノ質量をゼロと予測するのに対し、トリチウムベータ崩壊実験から非ゼロの質量が推定されるという矛盾を解消すること。
• ニュートリノの性質をタキオンとして分類することで、ニュートリノの根本的再解釈を提示し、現在のモデルにおける不整合を解消すること。

提案手法

• 負の質量平方値を示す5つの主要なニュートリノ実験のデータを分析し、超光速行動の証拠として解釈する。
• 常に光より速く移動する粒子で、虚数の静止質量を持つタキオンの相対論的運動論を用い、タキオンのエネルギー運動量関係を適用する。
• 静止ニュートリノおよび右巻きニュートリノの不在を制約条件として用い、標準的質量ニュートリノモデルに反対する根拠を提示する。
• タキオン的ニュートリノがフレーバー振動に与える影響を評価し、標準的質量ニュートリノモデルでは説明できないが観測されているフレーバー振動を説明する。
• トリチウム崩壊スペクトルを、質量ニュートリノではなくタキオン的ニュートリノと整合的であると再解釈する。
• ニュートリノをタキオンとみなす理論的枠組みを構築し、虚数質量および超光速伝播を許容するようにエネルギー運動量関係を修正する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜニュートリノ振動実験は一貫して負の質量平方値を示し、超光速伝播を示唆するのか？
• RQ2 ニュートリノが質量を持つと仮定すれば、静止ニュートリノが存在するはずなのに、なぜ実験で検出されていないのか？
• RQ3 ニュートリノが質量を持ち、左巻きであると仮定すれば、右巻きニュートリノが生成されるはずなのに、なぜ観測的証拠がないのか？
• RQ4 トリチウムベータ崩壊から推定される非ゼロのニュートリノ質量は、標準模型のゼロ質量予測とどのように整合するのか？
• RQ5 ニュートリノがタキオンであると仮定する一貫した理論的枠組みは存在するのか？その枠組みが、すべての現在の実験的不整合を説明できるか？

主な発見

• この論文は、ニュートリノ振動実験で観測された負の質量平方値が実験誤差ではなく、タキオン的性質の証拠であると結論づけている。
• 静止ニュートリノおよび右巻きニュートリノの検出不能性は、それらが静止できないタキオン的性質を持つという仮説を支持する。
• 非ゼロのニュートリノ質量を示唆するトリチウム崩壊データは、質量ニュートリノではなくタキオン的ニュートリノと整合的であると再解釈される。
• フレーバー振動は、質量混合の結果ではなく、タキオン的運動論の自然な結果として説明される。
• 虚数の静止質量および超光速伝播を許容するように、エネルギーと運動量をタキオン的相対論的関係に基づいて再定義することで理論的整合性が達成される。
• このモデルは、一貫したタキオン的枠組みに統合することで、複数のニュートリノ物理学の不整合を解消し、臨時的な仮定を必要としない。