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1、新快子论与超光速研究高松山（河北钢铁集团邯钢分公司）【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Ep=”而不是E=me2,从狭义相对论的以维动量出发分析了作为快子总能量在理论上的合理性H.与现有体系不矛盾，认为"值只是矢量Pc的大小值，也就是一个快子的总能量为pc,并以符号E"表示。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A与频率v的关系式Av=c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
2、系得到：当快子的速度u»C或吋，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。本文市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，如文中的［五超光速实验的新快子论解释］己基木验证了光频段、微波频段的穿越速度关系式。【关键词】光子快子总能量波粒二象性I大I果律量子隧道效应—快子问题的由来快子概念是rh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，市相对论7YY］C*"方程E=
3、f_Q_，快子的运动速度u>C,这意味着能量E为虚数，我们又如何处理静止八2质量加0呢，也将它取为虚数吗？那么E2-p2c2=m^c4<0,能量E为负实数，或者取P2c2-E2=jj2c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，林丰利醇士在“弦理论中的快用疑聚”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，一般的口rh标量粒子的运动方程是所谓的Klein-Gordon方程，如果粒子的质量是止实数，那么
4、运动方程的解是正弦波；如果质量是纯熄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）所以严格來说，一个理论如果包含快子，那么这个理论衣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，系统将无限地增加白己的能量，从而导致永动机的出现。述有根据洛仑兹时空变换，如果U>C,则总存在这样的一些惯性系，使（人-山）和（。-4）的符号相反，这就意味着将出现时间倒流，因
5、果颠倒的情形，这两个闲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乂冋到“超距作用”论的概念上去，并且当快子的速度u=oo时，能量£二0但动量p却不为0其值是一定值“c,这也是不合理的。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E2=m.c2+/72c22大小值即P设P为动量矢量，"为其为实物粒子的总能量，p、2P
6、,那么pc=Pc=.o如图所示，显
7、然E>pc.那么在超光速区,快子的总能量是否就是能量E=mc2,还是让我们分析一下；我们知道，四维动量:P=mV==(mu.icm),其中V称为四维速度，V={yv.icy),yv为三维分量，u为三维速度,icy为第四维分量。因为能量E=me2=pn{)c2所以四维动量E_、一.P=mV==(mv.icm)=(mu,i一),典卩加u为三维动量,E为粒子的总cF能量。注明：卩q维动量P={mvx,mvy,mv:,i—)式中右边每一个都是标量，四个标量一起有顺序的排列表示一个四维矢量。F面讨论一下u>c的情况;其屮i为虚数单位，于是加=/“ou>c时的情况；四维动量P
8、=mV=（才pu’icyk）=（mu.icm）=（加uj—）,其中,这里式屮u指速率是标量。icm=icy'jji/tc2于是有u>c时的情况；E£.四维动量P=mV=（mv,i一）=（mu,i——）cvEFt）F因为,所以Et）=—>£,因此VCC在超光速区E不代表快子的总能量，此时快子的总能量应为EpoEit］于ic加=i—所以E=muc=pc，典pp=加u为三维动量。因此四维动址矢暈（Ef）vp（z?2（E的模F（4维）2二/异一（巴）2二（必）2,而因为"2-一=p2——L所以快子的模仍为CIC丿IU丿（皿）2。注：卩只是动量矢量P的大小值。在超光速区，
9、快子的能量
