论中微子超光速与洛伦兹对称性破坏以及质量产生

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1、论中微子超光速与洛伦兹对称性破坏以及质量产生何红建2011年9月位称性在数学上对应于洛伦兹对称群,它既基本又简于意大利Gran单,描述的就是人人生活于其中的1+3维时空中的Sasso地下实验室转动不变性。狭义相对论的这两个基础不是物理学的OPERA中微子实验国际合作组发表了一篇预印家凭空想象出来的,而是已经隐含在描述电磁相互本(T.Adametal.(OPERACollaboration),作用力的麦克斯韦方程之中。爱因斯坦的伟大贡献“MeasurementoftheNeutrinoVelocitywiththe在于从中

2、首次揭示了这两个原理并由此建立了对电OPERADetectorintheCNGSbeam”,磁学与力学的统一描述——狭义相对论,其中麦克arXiv:1109.4897v2),声称测到了来自730千米外的斯韦方程被完整保持,但牛顿力学却作为相对论的欧洲核子中心CERN通过高能质子打靶产生μ中宏观低速近似而被修改。这个理论成功地经受了一微子束流的超光速现象,这一消息很快在Nature百多年来所有实验的考验。和Science等新闻媒体上报道,激起了公众的极大好狭义相对论从本质上说是一种关于自然界时空奇。据OPERA于11月17

3、日在arXiv预印本网上对称性的理论。自然界除引力以外的三种基本相互更新的结果,声称测得的μ中微子速度v超过光速作用力——电磁力、弱力和强力(核力)均遵从狭c的偏离为:(v−c)/c=[2.37±0.32(stat)+0.34-义相对论。它揭示了基本的时空对称性,称之为洛−50.24(sys)]×10。许多大街上的老百姓们误以为这伦兹对称性。相对性原理的实质就是洛伦兹对称性就已经推翻了现代物理学的根基,然而绝大多数行的不变性,光速不变的实质就是光速成为洛伦兹对内的专家们却或者持谨慎的保留态度或者不屑一称性的最基本的不变量

4、。描述自然界电、弱、强这顾。美国纽约州立大学石溪分校的一位中微子实验三种基本力的理论称之为基本粒子物理学的“标准家,就公开对记者打赌说他怀疑这个结果是由一系模型”,它非常成功,自20世纪50年代以来,为奠列的系统误差所引起,“我将不会拿我的夫人和小定标准模型所颁发的诺贝尔物理奖已达17次之多。孩打赌,因为那样他们会发疯”,他说,“但是,我这个理论包含两大基本对称性:时空对称性(即洛将拿我家的房子下赌注”。有常识的人们能够看得伦兹对称性)和内部对称性(即规范对称性)。但是出,这样的赌注对于一个科学家来说已经不小了。规范对称

5、性在弱力中必须被破坏,而且必须被自发那么,如果中微子超光速,它在实质上究竟意味着破缺(这方面的研究已获1999年和2008年诺贝尔什么?这与爱因斯坦的狭义相对论会有什么关物理学奖,我鼓励有兴趣对此进一步深究的读者,联?相对论的实质是什么?它是否可以被破坏?去直接查阅著名诺贝尔奖网站对公众的详细介绍,如果真的被破坏的话,究竟应该在什么样的能量尺那里图文并茂)。弱力的规范对称性自发破缺的尺度和物理过程中被破坏?回答这些关键问题将有度由著名的费米常数GF决定,它带有质量量纲为助于人们更加客观地审视OPERA所进行的测量和−2,

6、从其实验测定值G=1.166367×10−5GeV−2≈F声称的结果。(250GeV)−2,我们就可以直接推断G揭示了一个独F“中微子超光速”在实质上可以被认为是破坏特的能量尺度,大约是250GeV的量级(1GeV等于了自然界最基本的时空对称性(洛伦兹对称性),从千兆电子伏特),它更详细的分析表明这个尺度位于而违背狭义相对论。狭义相对论有两个基础:一个100~1000GeV范围,因此导致弱规范对称性自发是相对性原理,一个是光速不变原理;这两者共同破缺的新粒子——希格斯粒子(或称“上帝粒子”)决定了万物赖以生存的时间空间的

7、对称性,这个对的质量必须位于此范围。目前正在欧洲核子中心运23卷第6期(总138期)·27·行的大型强子对撞机LHC的能量尺度完全覆盖应绝对不会发生,但可以肯定,其发生的可能性非100~1000GeV范围,它预期将发现或排除这个“上常小。因此,如果OPERA结果没有得到其他实验帝粒子”。若此粒子被排除,标准模型将被一个新的的独立验证,物理学家们绝对不会感到任何意外。革命性理论所修改。我们注意到,标准模型中的这我想强调的是,半个多世纪以来,对于标准模个“上帝粒子”的确起了非凡的作用:它担当为一型中狭义相对论的洛伦兹时空对称

8、性的检验已经非切基本粒子产生质量!这些基本粒子包括带分数电常广泛而精确了,无数实验基于相对论框架做了大荷的夸克,带与电子同样电荷的轻子,不带电的中量测量,能量上从兆电子伏特(MeV)、到千亿电子微子,以及带电的和中性的弱规范粒子。例如,凡伏特(100GeV)乃至目前的万亿电子伏特是上过高中物理课的人大概都会好奇电子的

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