05中微子超光速的解释标准

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1、中微子超光速的物理解释（任海涛莆田学院电子信息工程学系福建莆田351100）摘耍：屮微子在1934年被确定存在。它是一种带W微小质餅的粒子。意人利科学家“OPERA”项0（格兰萨索国家实验室）实验研究屮微子超出光速7.4km/$0而小柴昌俊在1987年超级祌冈的实验中测得屮子暴比光子暴提前3小吋到达地球。从这两个实验可以得岀一个屮微子超光速现实存在的依据。一、中微子超光速的能量可行性分析现在已基木确认屮微子基木上不参与四种力的作用，但我们仍然可以假设屮微子在穿过粒了•（原了）时，在与粒子核心一定（核心半径为r，但相对作用距离L却相当小，这样就不会造成当中微子无

2、限接近核中心吋，力趋势干无穷在的奇点问题）的距离L内受到一种作用（町能并非是一种力的作川）。为了作一个量的分析，我们仍然把它用引力的形式写出來.即作用F=，。⑴r~式中M=m

3、=m2。设它们的相对原了数为N。在中微了穿过紧邻两个原子ml、m2（相距为2R,R也人于r）的过程屮，速度的变化位相对光速C很小，所以作用吋阆Af=—o（2）R在屮微了穿越致密物质空W时可以认为L=R,而在星际空问L«RRR能量垴量A£=m(c+v)2—mc2==(3)lLL假设这利

4、作用山强力造成，由于只知道强力约为引力的1038量级，故z/=1O38G38GMLc如果该空叫的致密物质

5、为原了排列，那么L=R，并且L即为原了半径。只要M为质量数接近20的原子就可以U:屮微子在该原子半径处达到7.4km,如果中微子从基态电子的原子半径穿过，其速度可以达到更高，也就是获得更大的能跫。所以屮微子超光速在某种作用下是可以达到的。这种作用正是空间收缩。二、“OPERA”项n的实验与格拉H的实验之间的能暈分析“OPERA”项M的实验与格拉肖的实验都对，只是一个在空间上测速，一个在瞬态下测能景，他们都没有错，U是都不够精确。格拉H认为如果真的超了光速，屮微子的能景会在飞行的过程巾损失，事实也是如此，巾微子在非致密空间内（-R/2,0）范围内速度在增长，其中

6、（-R，-r）的一大段路程中速度几乎不变，只在（-r,0）段表现Hi来。中微子的能量在物质空闽飞行过程屮不断的往复加速、减速。而这种临核区的往复变动在实验室的非致密区域不界易检测出來，卯且这种运行机制未被当今物理界所认识。所以就造成/格拉rt错误地否定了“OPERA”项R的实验结果。三、光子落后中微子的原因因为光子无质量，所以光子不会被加速。乂因为光子是二维粒子，它在近核区不受空间灰缩的影响而采取波动的路径在黎曼空M的H线上运行（在欧几里得空叫看是曲线）。而屮微了在黎曼空间曲线运行（在欧儿里得空间看是直线）。从木质上说中微了与光了在黎曼空间采取了不M的运行方式

7、，造成了同时同地同速度（M大小同方向）出发的两种粒子到达另一同一地点的时间不同。黎曼空间与欧几里得空间在原了近核区的巨大差异导致了光了落P屮微子这样的结果。在可行性分析屮，其实这种对屮微子的作用丼非是屮微子超出光速多少,而是光子通过原子半径区域吋，它在欧儿里德空间看来速度相对于绝对真空光速慢了约v=而中微子在欧儿里德空间看來其速度仍等于绝对真空光速，在欧儿里德空间两相比较就觉得中微子超过光子的运行速度（光速）。四、广义相对论的扩展与延仲在“OPERA”项R实验中的研究与应用。光谱频率的引力红移就是空间收缩造成的，丼且红移位即收缩空叫与未收缩空叫的比值。爱因斯坦

8、的引力红移公式Z=（V0-V）/V0=-cD/c2o表示太m表而与地球之间的引力势差，v。、V分别表示光线在太阳表面和到达地球（引力近似为0）吋的频率红移量v/v0=/c2=hGM/c2R2如果式屮M为空间屮的一个质子，如图1，中微子通过该质子的作用区域时R到r的红移总量（也即是该段空间收缩的总量）2hGMrc(4)z为该段空间平均红移，为R到r的距离。在此，我们将半径为R的球形空间的密度解释为该空间屮质量产生的效应，该密度效应对半径的积分产牛.的总效应：9M47TT2~^RP^r=PX^R-r（7）p为该段空间T•均密度，为R到r的距离。从（4）（6）

9、两式知再结合（5）（7）两式知中微子通过的空间区域的密度PH平均红移为fi、y为系数，则有如果光子在宇宙（或星系）空间走过了非常远的距离L，那么光子的红移总值（即空间总缩短量）为ALoc^xL因为有如果M中的原子质量数为N,在原子个数一足的情况下NocMoALoc6y[px^Moc^x^将正比系数设为k由三的表述知屮微子通过黎曼空间的这一段距离L时，它相对光子少运行了AL:令L等于光速C,因为中微子在欧儿甩德空间看來在1秒的时间甩比光子多运行了AL,所以中微了相对光子的速度值就多出了AL。所以中微子在欧儿里德空间看來相对光速的值为（式中为光速，N为穿越空间的主

10、要粒子的质量数，p为该空间的平均密度）