[論文レビュー] Single photon Michelson-Morley experiment via de Broglie-Bohm picture: An interpretation based on the hypothesis of frame dragging

Masanori Sato|ArXiv.org|Jan 21, 2008

Relativity and Gravitational Theory参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、ド・ブロイ＝ボームのパイロットウェーブ枠組みを通じて単光子のミケルソン＝モーリー実験を再解釈し、光の速度の等方性が、空間時間の電磁的性質（誘電率および透磁率）のフレームドラッグに起因することを提唱する。この仮説により、実験で干渉縞が観測されないという事実は一貫して説明可能であり、GPSを用いた一方通行の光速測定が、この仮説の妥当性を支持する古典的解釈として有効である。

ABSTRACT

The Michelson-Morley experiment is considered via a single photon interferometer and a hypothesis of the dragging of the permittivity of free space and permeability of free space. The Michelson-Morley experimental results can be interpreted using de Broglie-Bohm picture. In the global positioning system (GPS) experiment, isotropic constancy of the speed of light, c, was confirmed by direct one way measurement. That is, Michelson-Morley experiments without interference are confirmed every day; therefore the hypothesis of frame dragging is a suitable explanation of the Michelson-Morley experimental results.

研究の動機と目的

• 単光子のミケルソン＝モーリー実験をド・ブロイ＝ボーム像によって再解釈すること。
• 光の速度の等方性が、自由空間の誘電率および透磁率のフレームドラッグに起因するという仮説を提示すること。
• ミケルソン＝モーリー実験のnull結果を、電磁的性質のドラッグに基づく古典的・非相対論的解釈と一致させること。
• GPSの一方通行光速測定が、フレームドラッグ仮説の妥当性を実証的根拠として提供することを主張すること。
• 標準の相対論的仮定を回避するローレンツ不変性の破れの代替解釈を提示すること。

提案手法

• 単光子の軌道をモデル化するために、ド・ブロイ＝ボームのパイロットウェーブ解釈を採用し、ミケルソン＝モーリー干渉計における挙動を解析する。
• ε₀およびμ₀が局所的慣性系によって引きずられるという仮説を導入し、干渉計の各腕における位相進化に影響を与える。
• フレームドラッグによって生じる修正された電磁的背景場下での光子のガイド方程式をモデル化する。
• 標準相対性理論下での予測干渉パターンとドラッグ仮説下でのそれとを比較する。
• GPSを用いた一方通行光速測定を、等方的cの実証的裏付けとして用い、ドラッグモデルの妥当性を検証する。
• 実験的null結果が、フレームドラッグされたε₀およびμ₀と整合的であると分析し、顕著な縞ずれの発生を防ぐ。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ド・ブロイ＝ボーム像は、ローレンツ不変性を仮定せずに、単光子ミケルソン＝モーリー実験のnull結果を説明できるか？
• RQ2 ε₀およびμ₀のフレームドラッグ仮説は、一方通行測定による光速の観測的等方性を説明できるか？
• RQ3 電磁的性質のドラッグが生じる状況下で、ミケルソン＝モーリー設定におけるパイロットウェーブ軌道はどのように振る舞うか？
• RQ4 ミケルソン＝モーリー実験における縞ずれの欠如は、空間時間の電磁的性質の古典的ドラッグ機構と整合的か？
• RQ5 GPSを用いた光の一方通行速度測定は、ε₀およびμ₀のフレームドラッグを示す証拠と解釈できるか？

主な発見

• ミケルソン＝モーリー実験のnull結果は、フレームドラッグ仮説によって一貫して説明可能であり、ε₀およびμ₀が局所的慣性系によって引きずられる。
• ド・ブロイ＝ボームモデルは、このドラッグ機構下で顕著な干渉縞ずれを予測せず、実験観測と一致する。
• GPSを用いた一方通行光速測定により、cの等方性が確認され、電磁的性質がフレームドラッグされているという仮説を支持する。
• このモデルは、ローレンツ不変性の破れが観測されないという事実を、古典的・非相対論的解釈として説明可能である。
• 絶対的静止系を必要とせず、ε₀およびμ₀の動的調整によって局所的光速の等方性を維持する。
• 本稿は、フレームドラッグされた電磁的性質が、標準相対性理論に代わるnull結果の説明として有効であると結論づける。