• 締切済み

光より速いニュートリノ

shiaraの回答

  • shiara
  • ベストアンサー率33% (85/251)
回答No.7

ニュートリノが光速より速かったり遅かったりするようなものだとするなら、ローレンツ変換に代わる座標変換式が必要になります。ローレンツ変換では、光速より遅いものは、どのような座標系へ移っても光速を超えないからです。新しい座標変換が必要だということは、マックスウェル方程式に修正が必要であることを意味します。なぜなら、ローレンツ変換式は、マックスウェル方程式を不変にするように考えられた座標変換式だからです。したがって、電磁気学も変わります。 ニュートリノが常に光速より速いなら、ローレンツ変換はそのまま使えるかもしれませんが、ニュートリノの固有時が虚数になるため、現在知られている理論では手に負えません。まったく新しい理論が必要になります。

medamaclip4
質問者

お礼

ローレンツ変換式は、マックスウェル方程式を不変にするように考えられた座標変換式だから電磁気学も変わってくるのですね。

関連するQ&A

  • ニュートリノの質量

    ニュートリノの質量 井上邦夫、二間瀬敏史:日本物理学会誌2009年1月号p.20 によれば「スーパーカミオカンデはニュートリノ振動の直接的な証拠を見つけるだろうと期待されていたが、1998年、会場のスタンディングオベーションによって受け入れられつつ初めてニュートリノ振動を確立した」「スーパーカミオカンデ、カムランドの実験などでニュートリノ振動が確立され、ニュートリノがゼロでない質量を持つことが確実になったのである」とのことです。 '98年に亡くなった戸塚洋二は生きていればニュートリノ振動の発見でノーベル賞を受賞していたのではないかと言われています。 http://www.s.u-tokyo.ac.jp/info.html?id=1250 最近ニュートリノの変化を直接観測したという発表もありました。 http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2010/PR08.10E.html ところで、「ニュートリノが質量を持てば決まったフレーバーのニュートリノが違う質量の固有状態の重ね合わせである可能性が出てくる」とのことですが、これは電子、ミューオン、τのsectorの方には当てはまりません。e, μ, τのsectorの方には「決まったフレーバーが違う質量の固有状態の可能性」はなぜないのでしょうか。

  • 光より速いニュートリノ? 相対性理論覆す

    <物理>光より速いニュートリノ? 相対性理論覆す発見か  【ジュネーブ】欧州合同原子核研究所(CERN、ジュネーブ)は23日、素粒子ニュートリノを光速より速く移動させる実験に成功したと発表した。事実なら、「光より速い物質は存在しない」としたアインシュタインの特殊相対性理論(1905年)を覆す物理学上の「大発見」となる可能性があるという。  発表によると、日本の名古屋大、神戸大や欧州、中国などの研究者約160人が参加する「国際研究実験OPERA」のチームが、CERNからニュートリノ1万6000個を、約730キロ離れたイタリアのグランサッソ国立研究所に地下を通して飛ばしたところ、2.43ミリ秒後に到着し、光速より60ナノ(ナノは10億分の1)秒速いことが計測された。  1万5000回も同じ実験を繰り返し、誤差を計算に入れても同じ結果が得られたという。チームも「説明がつかない」と首をかしげており、実験データを公表して、世界中の研究者に意見と検証を求めたいとしている。 http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20110923-00000066-mai-soci 「ニュートリノは光速より60ナノ秒速い」という実験結果が出てそうです。 今まで測ってなかったのかという疑問がありますが、速いといってもごくわずかですね。 美しい相対性理論が覆ったとなればショックです。 ここに集う有識者の皆さんはどういう感想をお持ちでしょうか。 1.誤差の可能性があるか? 2.もし事実なら「光速度不変、光より速く進めない」を前提にしている相対性理論は覆るのか?  それとも比較的簡単に修正可能か? 3.質量を持つニュートリノが光より速いのはどうしてか?  もしかしたらニュートリノは質量がゼロなのか? 4.相対性理論が覆ることで、困ることがありますか? よろしくお願いします。

  • ニュートリノが光速を超える~

    先日のスイス、CERNの高エネルギー研究所の実験結果で、ニュートリノが光速を 超えた・・・とのニュースが出ていましたが、実際に、可能なものなのでしょうか? 実際には、二点間の時計を超正確に合わせるのは、難しいそうですが・・。 以前、日本のカミオカンデで超新星爆発のニュートリノを観測しましたが、その時の 光とニュートリノの到達は、変わらないとの事。 もし、CERNの実験結果のような速度でしたら、 一年先に光より速くニュートリノが到達するはずだそうです。 そもそも、質量ある素粒子は、限りなく光速に近い状態では、質量が、際限なく増えているはず ですが・・・。 よろしくお願いします。

  • 重力レンズで光が分けられるってあり得るの?

    重力レンズで光が分けられるってあり得るの? 「1919年5月29日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、太陽の引力で光が”曲げ”られ、アインシュタインの予言通りに実際に観測され大騒ぎになった」という話はご存じだと思います。 この観測時に金星は1つ観測されただけで、複数に分けられて観測された訳ではありません。 レンズは、1つの入射角の光を”曲げ”られるだけで”分け”ることはできないので当然です。 しかし現在、「同一天体が重力レンズで”分け”られ複数に観測される」と説明されています。 観測対象が、銀河や恒星の場合、全方向に”分かれた光”を発射しています。 これらの「分かれた光」を「集めない限り」、同一天体を複数として観測することは「不可能」なのです。 物理法則はその事象の、規模、位置、時間で変化しない不変的なものです。 レンズで光が”分け”られことがあり得るのでしょうか。 本件の関連質問は以下のURLで行っております。 http://okwave.jp/qa/q6161055.html http://okwave.jp/qa/q6118855.html

  • 光の速度についての疑問

    皆さんあけましておめでとうございます。物理の授業を真面目に受けていた方達には阿呆らしい質問かも知れませんが、 お正月の酒のツマミにでも御回答頂ければ幸いです。宜しくお願い致します。 光より速い素粒子を観測した可能性や、ヒッグス粒子を発見出来る可能性が高まっているとして賑わっている昨今ですが、ふと下らない疑問が沸きました。 光って遮る物質や事象が無ければ常に移動だか伝播する物と考えて良いですか?それを前提に質問します。 光速は約30万キロ毎秒との事ですが、仮に人類が光速を出せる方法を得たとします。 よく相対性理論の説明で電車の中で光を照射して中と外から観測する話がありますが、 光速で移動する物体の進行方向側に前照灯、照明でもレーザーでも良いのですがこれを着けて照射した場合、この新たに照射された光の速度はどの様な結果を観測出来るでしょうか? 定点や物体との等速(前方から物体を見る・物体から前方を見る・並走する等)等の観測の条件によっても変わりますか? 私の単純な頭では、物体の速度(光速)+照射された光の速度で倍になりそうに思うのですが、 現状の相対性理論上では光速より速い事は無い様なので、新たに照射された光は確認出来ないのでしょうか? お馬鹿な私に是非ともご教示下さい。

  • 光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの?

    光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの? この質問に回答しようとされる方は以下のURLの質問・回答を全て理解できた方のみに限定させて頂きます。 重力レンズで光が分けられるってあり得るの? http://okwave.jp/qa/q6175531.html アインシュタインリングって存在するのでしょうか? http://okwave.jp/qa/q6118855.html 「1919年5月29日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、太陽の引力で光が曲げられ、アインシュタインの予言通りに実際に観測され大騒ぎになった」という話はご存じだと思います。 太陽の光が金星に反射し、太陽の中心から外向きに進む光が、逆の内向きに曲げられ観測された結果です。 この時、金星は1つ観測されただけです。 銀河や恒星は光源として、金星は反射光源として”分かれた光”を放っています。 これらの分かれた光を集めない限り、同一天体を複数として観測することは不可能なので当然です。 現在、一般に、「光は重力の中心に向け曲げられる」と説明されています。 しかし、その場合、光を集めることは出来ず、同一天体を複数として観測することは不可能です。(図の上のライン) 「光が重力の中心の逆向きに曲げられる」のなら、同一天体を複数に観測可能です。(図の下のライン) 物理法則はその事象の、規模、位置、時間で変化しない不変的なものです。 光が重力中心に向け曲げられるって在り得るのでしょうか。 なお、本件の関連質問を以下のURLで行っております。 重力で空間が歪められるってあり得るの? http://okwave.jp/qa/q6161055.html

  • 光は輝きを失いますか

    物理素人です。 1.光とは、光を出す元の光源を指して、光と呼ばれますか、 2.それとも光源から離れて飛んでいく輝きを指しますか 3.輝きは、飛行中に、輝きを失いますか 4.輝きがエネルギーであると仮定して、その輝は別のエネルギーに代わるのでしょうか 5.太陽から届く熱ではなくて、届く光が太陽光パネルに照射されると、パネルの中の電子が動くそうです。しかし、届いた光は、どこに行くのですか、一部は跳ね返されるでしょうが、パネルの中に光が入るのですか、電子に変化するのですか、なぜ変わるのですか

  • 光のうなり

    光のうなり ある流体中において、流体と等速度で移動する粒子にレーザを当てて流体の速度を測定する方法。 レーザは、ビームスプリッタによって主光と参照光に分けられ、同位相のまま交差角θで粒子に向かう。参照光はそのまま観測器に入るが、主光は粒子によって散乱され、そのうち参照光と同じ角度で観測器に向かうもののみが入る。この散乱光は粒子の速度によってドップラー効果による周波数の変化が起こっており、観測器は散乱光が入ってきた瞬間に参照光と散乱光のうなりを観測する。 今、ある流体中の粒子に対し、波長λのレーザを交差角θで照射したところ、観測器では周波数fのうなりを観測した。流体の速度vを求めよ。 ただし、光の速度cが流体の速度vに比べて十分に大きいものとする。 速度vの光の方向に対する角度はsin(θ/2)であるから、速度はvではなくvsin(θ/2)である。また、ここで「うなり」といっているのは、暗いところから暗いところに変わる回数であるから、振動数の差はf/2である |ν'-ν|=f/2・・・(1) ν'=ν(1-(v/c)sin(θ/2))・・・(2) (1)と(2)より ν|1-(v/c)sin(θ/2)-1|=f/2 ∴v=(c/ν)f/2sin(θ/2)=fλ/2sin(θ/2) この解答の(1)の右辺がfではなくf/2になる理由が理解できないでおります。「暗いところから暗いところに変わる」というのが、どうして1/2につながるのかということです。通常の音波のうなりの式|ν'-ν|=fを導く過程と何が違うのか、教えていただけないでしょうか。 この質問に対して、 まだ精査していないのですが、直感での第0次回答ですみません。 > 常の音波のうなりの式|ν'-ν|=fを導く過程と何が違うのか 「検出している物理量が何か」が違うのではないでしょうか? 光の場合、とかく忘れがちなのですが、「検出している物理量」は振幅変化ではなく、"強度"、すなわち振幅の2乗です。それに対し、音波ではマイクロホンから得られる信号は"振幅"ですね。cos波を2乗すると、その周期は元の周期に対して...?  どうですか? という解答をされてます。 この解答が理解出来ないので、誰か教えて下さい。 仮に、振幅y=Asin(wt)とおきます。(1)式 強度は、振幅の二乗かつ半角の公式より、y^2=(A^2)×(1-cos2wt)/2となります。(2)式 すなわち(1)の周期(T)に対する、(2)の周期(T´)は、T´=(1/2)×Tと表せます。(3)式 (3)式を変形すると、1/T´=2/T すなわち、f´=2fとなり、(1)式の右辺のf/2になりません。 よろしくお願いします。

  • 最近話題のニュートリノについて質問ですが

    なんかニュースで変に盛っているので、タイムマシンができるとかなんとか言ってる人が周りにちらほらいます。 物理の先生もCERNが発表したのはこれは我々では理解できないので一緒に考えて欲しい。 と言ったのを日本の無知な記者が勝手な解釈で報道して情報がおかしくなっていると怒っています。 そこで僕の考えに対しての回答をしていただきたいです。 まだ高校生なので難しい公式等を理解していないので、できるだけ詳しく回答していただけるとたすかります。 まず例えニュートリノが光速を超えられてもタイムマシンは出来ないと思います。 ニュートリノ自体が光速を超えても人間や他の部品等は質量が十分に小さいわけではないので、加速させれば質量が増加し光速を超えられないと思います。 その問題を解決するにはニュートリノで超えられる速さで他の物質の足りない部分をカバーするしか無いと思います。 しかしそのためには相当の大きさになってしまうと思います。 電荷を持たないニュートリノでは機械類は出来ないと思うのでかなり重くなるはずです。 それか行きだけに重点を置き、宇宙でニュートリノと人を加速させたら人の質量をカバーするだけなのでまだ可能かと思います。 しかしそれだと過去にいけても未来には帰れません。また宇宙からなので大気圏で燃え死ぬと思います。 ここまでがタイムマシンが可能ならの話です。 ですが僕は正直タイムマシンは不可能だと思っています。 タイムマシンとは光速で移動する物質の時間を0として物質を光速に近づけるにつれてその物質の時間が遅くなり、高速を超えると時間が逆に進み過去にいけるとゆう解釈であっているでしょうか。 しかしそれでは宇宙が生まれた際に宇宙は光速の何倍もの速さで広がっていったとゆう事が理解できません。 光速より早く広がる(移動した)ならその物質(ダークマター、ダークエネルギー)の時間は逆に進み過去の世界(前宇宙)に行くはずです。 宇宙の原始時代(誕生から10億年)の頃はブラックホールが3000万個程あったと聞いています。 もしかしたらその際のダークエネルギー等が瞬間的に移動したことにより大量のエネルギーが収縮されブラックホールになったと考えられるのでしょうか。 詳しい方がいたらその際にエキゾチック物質があったら等の解説もいただきたいですが、話がずれると思うので大学に進んでから聞きたいと思います。 宇宙が光より速く広がったのに過去に行っていないとゆうことは物質は光速を超えても過去には行かないとゆうことになるのではないでしょうか。 また過去にいくとゆうことは体感的に自分の時間ではなく周りの時間が過去に進むとゆうことになると思います。それではたとえ原子1つ1つが過去に進んでも結局は過去の原子に戻るだけで時間をさかのぼることはできないのではないでしょうか。 つまりタイムマシンではなく若返りマシンができるのではないでしょうか。 しかしその場合細胞が過去のとてつもない情報の全てを記録してあるとは思えません。 つまり若返ると同時に脳の記憶は消えることになると思います。 更に細胞が若返るといっても消えるわけでは無いので今の大きさで若返ることになると思います。 そもそもが、ニュートリノが現代にある事が謎です。現代にあるとゆうことは過去にいっていない。 もしくは光速を0としてそれより速い分の時間過去に戻ったと考えるのでしょうか。 物理にいったり途中で生物的なことを挟んだりして回答しにくいとは思いますがよろしくお願いします。 前提の知識が間違っている等の指摘大歓迎です。

  • 光の性質

    http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89 ここにある光の説明で 光源や観測者の速度にかかわらず相対速度が変化しないという特徴を持つ。 と記述されていました。これはいったいどういう事なのでしょうか? もし仮に光と同じ速度で移動することができれば、 ある物体から自分が離れていくとき、その物体の方向を見ていると 常に同じ絵を目でみることができるような気がするのですが この説明だと普通に見ているのと同じ絵がみえるということですよね? (見える大きさは小さくなるとしても) どうしてこのようなことがおこるのでしょうか?