[論文レビュー] On velocities beyond the speed of light c

Simone Giani|ArXiv.org|Dec 4, 1997

Relativity and Gravitational Theory参考文献 28被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、SN1987Aのニュートリノが光速を超えて移動した可能性を提案している。検出器間での到着遅延を分析した結果、拡張されたローレンツ変換とタキオン的質量固有状態を用いて、ニュートリノデータから得られる負の質量平方値が、超光速伝播と整合的であることを示している。これは、LSDがIMB、K2、Baksanよりも早くニュートリノを検出できた理由を、量子場理論におけるタキオン的性質の自然な結果として説明する。

ABSTRACT

From a mathematical point of view velocities can be larger than c. It has been shown that Lorentz transformations are easily extended in Minkowski space to address velocities beyond the speed of light. Energy and momentum conservation fixes the relation between masses and velocities larger than c, leading to the possible observation of negative mass squared particles from a standard reference frame. Current data on neutrinos' mass square yeld negative values, making neutrinos as possible candidates for having speed larger than c. In this paper, an original analysis of the SN1987A supernova data is proposed. It is shown that all the data measured in '87 by all the experiments are consistent with the quantistic description of neutrinos as combination of superluminal mass eigenstates. The well known enigma on the arrival times of the neutrino bursts detected at LSD, several hours earlier than at IMB, K2 and Baksan, is explained naturally. It is concluded that experimental evidence for superluminal neutrinos was recorded since the SN1987A explosion, and that data are quantitatively consistent with the introduction of tachyons in Einstein's equation.

研究の動機と目的

• SN1987Aのニュートリノバースの実験的データが、光速cを超えるニュートリノ速度を支持するかどうかを調査すること。
• LSD、IMB、K2、Baksanでのニュートリノ検出時間のずれを、光速を超える粒子を許容する理論的枠組みと一致させること。
• ニュートリノデータにおける負の質量平方値が、修正された相対論的枠組みにおけるタキオン的（超光速）粒子と整合的であることを示すこと。
• ミンコフスキー空間の形式を用いてローレンツ変換を光速を超える速度に拡張し、超光速運動を一貫して記述できる枠組みを提供すること。

提案手法

• ミンコフスキー空間におけるローレンツ変換を、光速を超える速度を含むように拡張し、数学的整合性を保つ。
• エネルギーと運動量の保存則を適用して、質量と超光速速度の関係を導出し、タキオン的粒子に対して負の質量平方値が得られることを示す。
• LSD、IMB、K2、BaksanのSN1987Aニュートリノデータを分析し、到着時間の差に注目する。
• ニュートリノをタキオン的質量固有状態の量子重ね合わせとしてモデル化し、観測された時間遅れを説明する。
• 超光速粒子をアインシュタインの相対論的方程式に埋め込むためのタキオン的場理論の形式を用いる。
• 理論的予測された到着時刻と実際の検出器データを比較し、タキオン的ニュートリノとの整合性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SN1987Aのニュートリノ検出における観測された時間差は、ニュートリノの超光速伝播によって説明可能か？
• RQ2 ニュートリノ振動データにおける負の質量平方値は、ニュートリノのタキオン的解釈と整合的か？
• RQ3 光速を超える速度にまで拡張されたローレンツ変換は、超光速粒子を記述する一貫した枠組みを提供するか？
• RQ4 LSDでのIMB、K2、Baksanより早い検出は、超光速ニュートリノモデルによって自然に説明可能か？
• RQ5 エネルギーと運動量保存則を保ちながら、タキオン的ニュートリノをアインシュタインの相対論的方程式に一貫して組み込めるか？

主な発見

• LSD、IMB、K2、BaksanのSN1987Aニュートリノデータは、すべて、タキオン的質量固有状態の重ね合わせとしてのニュートリノの量子的記述と整合的である。
• LSDでのニュートリノの数時間分の早期到着は、タキオン的成分の超光速伝播によって自然に説明できる。
• ニュートリノデータから導かれる負の質量平方値は、タキオン的粒子の兆候として解釈され、超光速ニュートリノの存在を支持する。
• 拡張されたローレンツ変換フレームワークにより、光速を超える速度がエネルギーと運動量の保存則を保ちながら可能である。
• 理論的モデルは、ニュートリノ検出における観測された時間遅れを定量的に再現し、タキオン的ニュートリノ行動と強い整合性を示している。
• 本稿は、SN1987Aのイベント中に超光速ニュートリノの実験的証拠が記録されたと結論づけ、相対論的場理論へのタキオンの導入と整合的であるとしている。