gr检验实验的不确定性与光子静止质量上限

《gr检验实验的不确定性与光子静止质量上限》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文GR检验实验的不确定性与光子静止质量上限姓名：杨然申请学位级别：硕士专业：理论物理指导教师：范淑华;罗俊20060429华中科技大学硕士学位论文摘要Maxwell电磁理论是19世纪最伟大的物理学成就之一，作为对经典电磁场的数学描述，暗含了光子静止质量为零的基本假设。然而光子静止质量是否为零仍然是人们关注的问题。通过对比含质量的Klein--Gordon理论，可以从Maxwell电磁理论引入非零光子静止质量，从而过渡到Proca电磁理论（即重电磁理论）。基于Proca电磁理论，具有非零静止质量的光子将导致各种效应：如光速与频率有关、静电场库仑势将发生偏

2、差（附加汤川势）、电磁波的纵向分量不为零等。因此在平直时空下可用相应的实验方法来检验这些效应是否存在，从而给出光子静止质量上限。虽然现有的实验检验也已经达到了很高的精度，但仍有不少的物理学家通过各种独立的实验方法来分析检验光子静止质量是否为零。本文所要描述的是弯曲时空下光子静止质量的效应，即在广义相对论的经典检验实验中考虑光子的静止质量不为零对实验结果产生影响。并且由此可以得到一个光子静止质量上限。总的来说，本人的主要工作有：一、研究了对广义相对论的检验实验之一,雷达回波延迟的光子静止质量效应，得到了弯曲时空下重光子对雷达回波延迟时间影响的表示；二、研究了引力红移的光子静止

3、质量效应，得到了光子有静止质量时红移参量不变，即引力红移与光子是否有静止质量无关，同时我们也给出了光子静止质量对Doppler红移的影响；三、通过分析总结和讨论光子有静止质量时的几个广义相对论检验实验（光线偏折，雷达回波延迟及Doppler红移），将实验所得数据与理论计算数据之间的误差归结为光子静止质量引起，给出相应的光子静止质量上限。关键词：光子静止质量，雷达回波延迟，引力红移，光线偏折I华中科技大学硕士学位论文AbstractMaxwellianelectromagnetismisthegreatestphysicalachievementof19century,and

4、asthemathematicdescriptionoftheclassicalelectromagneticfield,ithasabasichypothesis:thephotonrestmassequalszero.Howeverthehypothesis’scorrectnesshasgottentheattentionallthetime.BycomparingwiththemassiveKlein—Gordontheory,thenonzerophotonrestmasscanbeincorporatedintoelectromagneticbyreplacin

5、gMaxwell’stheorywithProca’selectromagneticone.BasedonProcaequations,someeffectscanbeimpliedfrommassivephoton,suchasthefrequencydependenceofthespeedoflight,thedeviationsofelectrostaticCoulombpotential—theadditionalYukawapotential,thelongitudinalelectromagneticradiationetal.Therefore,corresp

6、ondingexperimentscanbetakeninflatspacetomakesuretheseeffects’exist,andtheupperlimitofthephotonrestmasscanbegotten.Nowadays,althoughphotonrestmasshasobtainedastringentupperlimit,variousindependenttechniqueshavebeenusedforanalyzingandtestingwhetherthephotonrestmassiszero.Herewediscussthemass

7、ivephotoninthecaseofcurvedspace-time,thatistosay,considerthemassivephotonintheGeneralrelativity’sexperimentalinspections,andgetthephotonrestmass’supperlimit.Generallyspeaking,thestudyinthispaperfirstlyshowsthatanonzerophotonrestmasshaseffectononeoftheGeneralre