新快子论与超光速研究(修改稿)

《新快子论与超光速研究(修改稿)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、新快子论与超光速研究高松山（邯郸市钢铁集团有限责任公司）【摘要】快子是理论上预言的速度超过光速的粒子，本文分析了快子的问题以及解决其问题的可能途径；即快子的总能量问题，认为其总能量是而不是，根据粒子遵从的波粒二象性规律确定了快子的波长定义，由快子的波长与频率的关系式认为快子的波动性是电磁波，提出了快子是超光速运动的光子的观点。从理论上分析了快子的存在不违反因果律，由快子与光子的关系得到：当快子的速度>>C或=∞时，快子的运动可还原为光子的运动，从这个意义上讲宇宙中不存在无限大的速度传递信号。本文由此新观点较好地协调了相对论的定域性与量子论的非定域性，完满解释了量子隧道效应的超光速实验，并给出

2、了可被实验检验的穿越速度关系式，根据现有的实验数据带入的结果充分说明了穿越速度关系式的合理性。【关键词】光子快子总能量波粒二象性因果律量子隧道效应一快子问题的由来快子概念是由美国物理家比兰纽克、苏达山和范伯格于20世纪60年代共同提出的，由相对论方程，快子的运动速度>C，这意味着能量为虚数，我们又如何处理静止质量呢，也将它取为虚数吗？那么<0，能量为负实数，或者取，式中质量为实数。这是在类空区域中的双曲线，快子的能量和动量必须满足这一关系，林丰利博士在“弦理论中的快子凝聚”一文中这样描述到，所谓快子就是在理论的粒子能谱中有虚质量的粒子，在早期的发现中，以为这样的粒子跑的比光束快，所以命名为快

3、子，不过这是一个错误的理解，快子其实是个不稳定的粒子，一般的自由标量粒子的运动方程是所谓的Klein-Gordon方程，如果粒子的质量是正实数，那么运动方程的解是正弦波；如果质量是纯虚数则解是指数形式会随着时间衰减或发散，如果快子和理论中的其它有质量的粒子耦合，那么这些粒子会衰变成快子，因为快子的质量最低（实部为零）所以严格来说，一个理论如果包含快子，那么这个理论在物理上并不是一个基本理论，因为不存在一个稳定的基态，有所谓的真空不稳定性[1]。另外快子的负能量问题的出现，将意味着任何一个物理系统，因为可能无限地释放快子而处于不稳定状态，系统将无限地增加自己的能量，从而导致永动机的出现。还有根

4、据洛仑兹时空变换，如果>C，则总存在这样的一些惯性系，使（）和（）的符号相反，这就意味着将出现时间倒流，因果颠倒的情形，这两个困难虽然可以借助二次说明原理来解释，但并没有解决不变的因果律的问题。快子还有可能以无限大的速度传播这似乎又回到“超距作用”论的概念上去。综上所述，虽然快子在理论上是允许的，但由于它存在诸多的问题，以及在实验上也找不到证据，所以直到今天仍没有被正统物理学家所接受。二新快子理论能量关系曲线图如图，在亚光速区，实物粒子的能量、动量关系式为，其中为实物粒子的总能量，为实物粒子的动量，且。如图所示，显然。那么在超光速区，快子的总能量是否就是能量，还是让我们分析一下；在超光速区，

5、快子的能量、动量关系式为，式中质量为大于零的实数，。令，则，其中，，如图所示，显然即快子的总能量不是而应该是。图中，c即超光速区，当=∞时，，E=0，=c即光速区，=0，。由,显然≥(等号当=∞，时成立),于是快子的总能量满足条件≥或≤-，正能态与负能态之间被一个真空能隙△=隔开（这类似于狄拉克的理论）[2]。我在第二篇论文（论超光速与电磁运动的统一）[3]中进一步得到为光子的能量（参见以下[四快子与光子的关系]的分析），因此确定了快子有最小能量态（基态）为光子态，由此我们注意到，如果将看做总能量，那么由关系式<0，得到为负实数，这将导致负能量的出现，

6、并且快子没有一个稳定的基态，而做为总能量后就解决了此问题，所以说机械地照搬质能关系式，将其应用在超光速区是错误的，因此，快子的能量和动量必须满足的关系式为。由经典电磁学的动量关系式，而快子的动量关系式为也服从这一关系，意味着超光速与电磁运动关联在一起。根据粒子遵从的波粒二象性规律,将其移植到快子上，于是得到，那么，其中C为光速，为快子的动量。快子的波动性，说明它是电磁波（光波）；而快子的粒子性又说明它以超光速运动，将快子比做一个波包的话,那么波包的内部是频率为的波，由快子的总能量：=，得到波包内部的频率为，其中。我们知道，所谓粒子性主要是指它具有集中的不可分割的特性。数学上的一个完整周期波段

7、对应于物理上的一段周期能量包。光子是以光速C运动的一段周期能量包即波包，是电磁能的最小单位是不可再分的分额值，而光波是可任意分割的。而上式中为光波的频率，且>C，则又可看做一个光子的能量，因此只能认为这个光子是以>C运动的一段周期能量包即波包，且整个波包的速度就是快子的速度——快子是超光速运动的光子，其自旋也为1。我们知道克莱因——高登方程只能描写自旋为0的粒子，而不能描写自旋为1/2的粒子（如电子）同样克莱