[論文レビュー] The Gravitational Mass at the Superconducting State

Fran De Aquino|ArXiv.org|Jan 29, 2002

Superconducting Materials and Applications参考文献 3被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、超伝導体における電子が強く負の重力的質量を示す可能性を提唱しており、その結果、系全体の重力的質量が測定可能な程度に減少するとされる。水銀（Hg）において4.15 Kのとき、重力的質量は約0.1%減少し、磁場内での回転や振動する電磁場への露出によってさらに減少する。

ABSTRACT

It will be shown that the gravitational masses of the electrons of a superconducting material are strongly negative. Particularly, for an amount of mercury (Hg) at the transition temperature, Tc = 4.15 K, the negative gravitational masses of the electrons decrease the total gravitational mass of the Hg of approximately 0.1 percent. The weight reduction increase when the Hg is spinning inside a magnetic field or when it is placed into a strong oscillating EM field.

研究の動機と目的

• 超伝導体における電子の重力的質量が臨界転移温度において強く負になるかどうかを調査すること。
• 水銀のような超伝導体材料の全重力的質量に及ぼされる変化を特定すること。
• 磁場や振動する電磁場などの外部要因が重力的質量の減少に与える影響を検討すること。
• 超伝導系における負の重力的質量の理論的意味を探ること。

提案手法

• 一般相対性理論と量子場理論に基づく理論的分析により、超伝導状態における重力的質量の振る舞いをモデル化する。
• ローレンツ方程式とBCS理論の適用により、超伝導体における電子対形成と位相の一致を記述する。
• 等価原理を用いて、電磁気的および量子力学的性質から重力的質量を推定する。
• ローレンツ力および場の相互作用項を用いて、回転および電磁場の効果を組み込む。
• 超伝導凝縮相における修正エネルギー運動量テンソルを用いて有効重力的質量を導出する。
• 水銀の電子密度および転移温度に基づいた、重力的質量減少の数値推定を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 特定の量子状態下で、超伝導体における電子の重力的質量が負になることは可能か？
• RQ2 水銀が臨界温度4.15 Kに達したとき、重力的質量の減少の大きさはどの程度か？
• RQ3 磁場の適用や振動する電磁場の影響が、超伝導体の重力的質量に与える影響は何か？
• RQ4 超伝導体試料の回転運動が、重力的質量減少効果を強化するか？
• RQ5 超伝導材料における負の重力的質量の存在を支持する理論的枠組みは何か？

主な発見

• 量子もつれ効果により、超伝導体における電子の重力的質量は強く負であると予測される。
• 水銀が4.15 Kに達すると、その電子の負の重力的質量のため、全重力的質量は約0.1%減少する。
• 水銀試料を磁場内ですべて回転させると、質量減少が増加し、効果が磁場依存的であることが示された。
• 強い振動する電磁場にさらされると、ベースラインの0.1%を上回る重力的質量の減少がさらに増幅される。
• この効果は、超伝導凝縮相と外部場との相互作用に起因し、有効重力結合定数が変化することに起因するとされる。
• 結果から、設計された超伝導系において重力遮断または反重力効果のメカニズムが存在する可能性が示唆される。