[论文解读] 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 4

一句话总结

本文提出，基于对探测器中中微子延迟到达时间的分析，1987A超新星（SN1987A）的中微子可能以超光速传播。通过扩展的洛伦兹变换和快子质量本征态，表明中微子数据中得出的负质量平方值与超光速传播一致，解释了在LSD探测器中相对于IMB、K2和Baksan探测器的早期探测结果，是量子场论中快子行为的自然结果。

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.

研究动机与目标

• 调查SN1987A中微子爆发的实验数据是否支持中微子速度超过光速c。
• 将LSD、IMB、K2和Baksan探测器之间观测到的时间延迟与允许超光速粒子存在的理论框架相协调。
• 证明中微子数据中的负质量平方值与在修正的相对论框架下作为快子（超光速）粒子的解释一致。
• 通过闵可夫斯基空间形式化，将洛伦兹变换扩展至超过c的速度，以实现对超光速运动的一致描述。

提出的方法

• 在闵可夫斯基空间中扩展洛伦兹变换，以包含超过c的速度，保持数学一致性。
• 应用能量和动量守恒定律，推导质量与超光速速度之间的关系，得出快子粒子的负质量平方值。
• 分析来自LSD、IMB、K2和Baksan探测器的SN1987A中微子数据，重点关注到达时间差异。
• 将中微子建模为快子质量本征态的量子叠加态，以解释观测到的时间延迟。
• 利用快子场论的形式化方法，将超光速粒子嵌入爱因斯坦的相对论方程中。
• 将理论预测的到达时间与实际探测器数据进行比较，以检验与快子中微子的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 SN1987A中微子探测中观测到的时间差异是否可由中微子的超光速传播解释？
• RQ2 中微子振荡数据中的负质量平方值是否与中微子的快子解释相容？
• RQ3 将洛伦兹变换扩展至超过c的速度是否能提供一个描述超光速粒子的一致框架？
• RQ4 相对于IMB、K2和Baksan探测器，LSD探测器中微子的早期探测是否可由超光速中微子模型自然解释？
• RQ5 快子中微子能否在保持能量和动量守恒的前提下，被一致地纳入爱因斯坦的相对论方程？

主要发现

• LSD、IMB、K2和Baksan探测器的所有SN1987A中微子数据，均与中微子作为快子质量本征态的量子叠加态描述一致。
• LSD探测器中微子比其他探测器提前数小时到达的现象，可由快子成分的超光速传播自然解释。
• 从中微子数据中推导出的负质量平方值被解释为快子粒子的特征，支持超光速中微子的存在。
• 扩展的洛伦兹变换框架允许速度超过c，同时保持能量和动量守恒。
• 理论模型定量再现了中微子探测中观测到的时间延迟，与快子中微子行为具有强一致性。
• 本文结论认为，SN1987A事件中记录到了超光速中微子的实验证据，且与将快子引入相对论场论相容。