狭义相对论的自然推广

本文遵从下列原则把狭义相对论扩展到超光速领域:(ⅰ) 承认有超光速物质就必须承认有超光速惯性系,(ⅱ) 保留光速不变原理和相对性原理,但内容要扩充。结论:(ⅰ) 慢子(亚光速粒子)只能有正质量,快子(超光速粒子)只能有负质量,(ⅱ) 爱因斯垣质能联系定律适用于慢子,快子和光子等整个物质领域,(ⅲ) 光子也有正负质能两类。     

二参量描述的超光速中微子述的超光速中微子

根据中微子质量平方是负值的实验数据，提出了一个关于超光速中微子的量子理论，用一个和最大宇称破坏相关的质量项将两个Weyl方程耦合在一起，得到一个描述具有永久螺旋度且超光速运动的中微子的新方程，超光速粒子的速度在（0，∞）范围内变化，其内部上干迭加的两个矛盾场的相对变化导致亚光速粒子和超光速粒子的各种奇异特性，这个理论和狭义相对论是兼容的，因而可以有多方面的应用。     

自然界可能存在超光速粒子

实验发现中微子的质量平方是负值。根据这一事实,对比Dirac方程和虚质量的Dirac方程,提出了一个超光速中微子的量子方程。一个虚粒子可以看作是超光速粒子。这个方程的显著特征是,时空反演是对称性的,而空间反演对称性有最大的破坏。     

经典快子的电磁性质

本文在快子运动学的基础上,讨论了超光速坐标变换中物理规律的协变性,把相对论电动力学从亚光速粒子推广到超光速粒子。     

物质波的相速、群速和粒子速度

本文介绍了物质波的相速和群速的概念;导出了光速、粒速和物质波波长及频率间的关系式;同时,在考虑相对论的条件下普遍证明了波包的群速度等于粒子的速度。     

对暗物质和黑洞本质的探讨与分析

通过对爱因斯坦狭义相对论和广义相对论的推理以及部分的假设推理出:(1)暗物质就是以光速或超光速运动的粒子或星体.(2)黑洞就是以光速或超光速运动或旋转(自转或公转)的质量巨大的星体.(3)暗物质和黑洞的化学组成和常规物质是一样的.     

狭义相对论在超光速情况下的推广

一九六二年以来,国内外对超光速理论都作了不少研究工作,另外,在基本粒子的研究中,有“无限分量场”和“对偶模型”理论,也都间接地涉及到了超光速粒子问题.而汤川秀树等甚至认为原子核中的π介子,主要的都在作超光速运动.过去;许多实验工作者,曾通过各种不同途径寻找超光速粒子,而都未找到.但一九七三年澳大利亚的物理工作者却报告说,他们在次级宇宙线中发现了超光速粒子.虽然这一报告还要经过认真检查才能作出肯定结论,但超光速毕竟是现代物理学中为人们所越来越关心和重视的问题了.     

论超光速与相对论的不相容性

本文对超光速粒子的各种模型作了讨论,指出其中存在的无法克服的困难。这些困难之所以难以克服是由于它们违反了物理学的基本原则如守恒律、因果律、迭加原理等,而且也和相对论的根本原理不相容。其次,本文简述了近十几年来探索超光速粒子的实验,对某些肯定超光速粒子存在的实验作了评述,并指出所有这些实验均给出否定的结果。     

狭义相对论与运动速度上限

论证了对于具有静止参考系特性的粒子,以绝对时空观为基础的伽利略变换是唯一允许粒子运动速度为任意大的线性时空变换,因而对于任何非伽利略型的线性时空变换,必然要求粒子运动速度存在上限。通过引进运动速度上限vm,针对静质量不为零的粒子,给出一种无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系,而完全在动力学范围内得到相对论质速关系和质能关系的新推导,并进一步确定了相应线性时空变换的广义洛伦兹变换公式。质速关系和质能关系以及广义洛伦兹变换的新形式已不再直接与光速相关,而是由更一般的普适速度上限vm替代了光速c。对于经典伽利略变换则可作为广义洛伦兹变换在vm→∞时的一种极限特例,而速度上限vm的具体取值可由实验测量来确定。     

狭义相对论与运动速度上限

论证了对于具有静止参考系特性的粒子, 以绝对时空观为基础的伽利略变换是唯一允许粒子运动速度为任意大的线性时空变换, 因而对于任何非伽利略型的线性时空变换, 必然要求粒子运动速度存在上限。通过引进运动速度上限vm, 针对静质量不为零的粒子, 给出一种无需利用光速不变假设和具体的时空变换关系, 而完全在动力学范围内得到相对论质速关系和质能关系的新推导, 并进一步确定了相应线性时空变换的广义洛伦兹变换公式。质速关系和质能关系以及广义洛伦兹变换的新形式已不再直接与光速相关, 而是由更一般的普适速度上限vm替代了光速c。 对于经典伽利略变换则可作为广义洛伦兹变换在vm→∞时的一种极限特例, 而速度上限vm的具体取值可由实验测量来确定。     

浅谈电场力的修正

将电场看成是由光子组成的体系,电场力是光子对电荷的作用,从而将静止电荷的受力的电场力表达式推广到运动电荷受到的电场力。根据运动电荷受到的电场力公式,分析了粒子速度不能超过光速的原因,将这种思想对比相对论对粒子速度不能超过光速的解释,从而丰富了粒子运动的动力学。     

在超光速坐标变换中电磁场的变换规律

根据快子运动学和超光速粒子的电磁性质 ,对超光速坐标变换中电磁场的变换规律进行了研究。导出了不同超光速惯性系中电磁场变换的一般规律。结果表明 :由于超光速变换对坐标的不对称性 ,其逆变换不能由正变换中将V换成 -V直接得到 ;当V相似文献   

中微子超光速、洛伦兹对称性破坏和质量起源

本文评述OPERA实验声称的中微子超光速测量结果及其可信度;指出超光速效应将预示洛伦兹对称性破坏。然后,着重分析可能的洛伦兹对称性破坏效应应该发生的合理能量尺度,揭示这个尺度应该是普朗克能标10¹⁹GeV,比OPERA实验测量的实际能标17GeV高出18个数量级,这表明理论上预期OPERA实验可能观测到的超光速效应应该是10¹⁸量级,而非目前OPERA实验结果宣称的10^-5量级。本文进一步指出,现代相对论性量子场论完全可以自洽地描述中微子;但是,包括中微子在内的一切已知基本粒子质量的起源都必须借助于希格斯粒子（或称"上帝粒子"）,而上帝粒子至今尚未被发现,其质量又必须位于100-1000GeV范围,远远低于普朗克尺度。对这个粒子的探测是目前欧洲核子中心CERN正在运行的大型强子对撞机LHC的核心目标,发现或者彻底排除这个"上帝粒子"并由此揭示自然界一切基本粒子质量的起源是整个物理学界乃至科学界翘首期盼的划时代革命。     

超光速实验的一个新方案

Einstein的理论并非神圣不可侵犯,超光速将开启新物理学的大门,而自1955年以来一系列理论与实验研究企图发现超光速现象,多个实验显示超光速是可能的.本文在回顾1955年至2009年的研究后,得到"超光速是可实现的科学陈述"的结论.因此,狭义相对论关于"没有可以超光速行进的事物"的说法归于无效.飞出太阳系是人类长久以来的理想,飞行速度最好达到光速或超光速.当然这很难做到,但也不是绝对不可能.1947年超声速飞机试飞成功突破了"声障"一事已成历史,而可压缩流力学似可用到超光速研究中来,即以空气动力学成就作为突破"光障"的参考.从理论上讲研究"量子超光速性"是很重要的,具体包含两个方面:量子隧穿及量子纠缠态,它们分别对应小超光速(v/c<5)和大超光速(v/c>104).现时的超光速研究可考虑用圆截面截止波导(WBCO)来改造直线加速器,再检验电子的运动;亦即用量子隧穿以实现超光速,而在经过势垒之后波和粒子的能量减弱.这与突破声障的情况(例如Laval管)相似.为了研究飞船以超光速作宇宙航行的可能性,必须尝试使中性粒子(中子、原子)加速运动并达到高速.然而现实是不存在中子加速器,因此发现以超光速运动的电子(奇异电子)是科学家不妨一试的实验课题.从波动力学和渡粒二象性的观点看,"群速超光速"在实验中取得了广泛的成功,预示着粒子形态的电子以超光速运动的可能性存在.但后者与前者一样必然是"小超光速".这正好体现了电磁作用的传递速度(电磁波本征速度)仅为光速的事实,亦即无论波动或粒子的运动都只能在特殊条件下比光速c稍快.     

论有质粒子作超光速运动的可能性

狭义相对论( SR)中运动的有质粒子的长度( l)、质量( m)、能量( E或W)随速度v变化。当v增大,l减小而m和E加大。如果v=c,运动粒子的质量、能量成为无限大。故Einstein断言讨论超越光速c是无意义的。然而在实际上从未发现过物体长度随速度增加而减小。对质量而言,Newton力学中质量与速度无关;质量随速度变来自1904年的Lorentz公式m = m01- vc 2[()]-1/2,即使它适用于电子也不能像SR那样推广于一切动体,实际上缺少“Lorentz质速公式适用于中性粒子和中性物体”的实验。故所谓“光障”不一定真的存在。
　　电子并不是一个普通的动体,而是特殊的带有电荷的动体。故即使v=c,能量也不是无限大。另外,还可证明当速度v增大时动体荷电量q和受力F都减小。这就很好的解释了1901年的Kaufmann实验。类似地,分析表明1964年的Bertozi实验也不能证明光速c不可超越。
　　本文把今日的“光障”问题与过去的“声障”问题作了比较,认为可压缩流体力学可用在超光速研究中,空气动力学发展对突破光障有参考作用。在超声速飞机问世前,当飞机速度接近声速将形成气体超大密度的激波,飞机将无法穿越它。但深入的理论分析和风洞实验使科学家获悉,即使v=c(在这里c为声速),密度仅增大6倍,不是无限大;故工程师开始设计和建造超声速飞机。1947年10月14日美国空军完成了人类首次超声速飞行。……我们相信对所谓光障也会是同样的情况。
　　由于量子力学中的波粒二象性,科学家可按两条路径(粒子或波)展开研究。过去认为微观客体会呈现为粒子或波,但不会同时体现这两者。然而最新的研究却证明可在实验中又是粒子又是波。本文建议设计针对物质波的实验。由于现时有大量的群速超光速实验已获成功,可以期待超光速有质粒子(电子或质子)的存在和发现。……总之,结论是有质粒子可以作超光速运动,但有待将来的直接实验证明。     

电磁相对论梗概

根据光速不变和惯性系平等假设,推导出洛仑兹变换.由洛仑兹变换导出事件的可观测量和光速合成公式.借助两个假设证明了电磁动量遵从洛仑兹变换.于是从理论上证明了质速公式.     

超光速问题与电磁波异常传播的研究

对超光速研究的进展作了概述。在尽量少用数学的前提下 ,作了一定的数学分析 ;指出经典电报员方程与 Klein- Gordon方程的相似使得前者可用于粒子隧穿和超光速现象的研究。论证了为了解超光速运动而采取经典电磁理论与量子理论相结合的研究方法的必要性。     

关于光速C的可超越问题——论广义相对论中的光速与极限速度

狭义相对论的光速不变原理指出,真空中的光速相对于任何惯性系沿任一方向恒为C,并与光源运动无关。由于狭义相对论的巨大成就,使得人们对光速是极限速度这个结论,多年来未能引起怀疑。但是六十年代以来,由于科学技术的发展,提出了是否存在超光速粒子的新课题。近年来已发表过不少文章,在理论和实验上做了不少工作,     

光速的测定

光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验的发展,也打破了光速无限的传统观念。在物理学理论研究的发展历程中,它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据,而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。在光速的问题上物理学界曾经产生过争     

波粒二象性理论的成就与存留问题

论述了光波和物质波的波粒二象性理论的发展 ,讨论了该理论的存留问题。认为光子的静质量和光子的内部结构仍是科学中的关键性疑点。指出 ,虽然波粒二象性成立的前提是波长足够小 ,但在现有理论中却提不出一条清晰的界线。讨论了光波和电磁波是物质还是物质属性的问题。提出了对 de Broglie波超光速相速的疑问。分析表明 ,如何建立电磁脉冲的粒子形象的问题仍需解决。此外 ,探讨了当电磁脉冲以超光速传播时相对论是否受破坏。最后 ,讨论了消失波的粒子性和虚光子问题。