超光速ニュートリノ？

質問

光より速いニュートリノというニュースが流れましたね。あの問題はどうなったのでしょうか？ど素人なのでSF的議論しかできないのですが、こう考えたらどうでしょうか。まず条件として、物質は秒速30万ｋｍを超えることができない。ところが素粒子は不確定性原理からその速度と位置を同時に正確に測定することはできない。したがって素粒子が光速に限りなく近づいたとき、その位置は想定された位置よりわずか前方に観測された。したがって光速を超えたように見えた。というアイディアはどうでしょうか。学会では屁理屈でもSFとしては通りそうですか？

回答No.7

kawasemi60

光より速い素粒子のニュートリノという現象について。

とんでも仮説の提案。

素粒子速度定理その1。
真空中の素粒子速度は光速度を大きく超える事が可能だが
真空との相互作用により素粒子共通の収斂（しゅうれん）
速度に距離の影響で変化する。素粒子とは光子を含む。

素粒子速度定理その2。
光速度は素粒子共通の収斂（しゅうれん）速度に近似である。

素粒子速度定理その3。
素粒子共通の収斂（しゅうれん）速度は物質密度の関数である。

◎素粒子は早くても遅くても十分な距離を移動すれば結果
として同一の速度として観測される。光より早いニュートリノ
として観測されたのは距離が短すぎて収斂速度に未達の為。

光速度も十分な遠距離で観測すれば条件で増減すると仮定する。
地上の光速度と銀河間の光速度は違うと定義する意味です。
こうすれば今回の測定値と超新星爆発の測定値の矛盾は消滅。

光速度が一定であるという仮定は便利だが根拠は無い。
ならば光速度も変化すると仮定しても良いですよね。

SFとしては通りそうですか？と有りますがもちろん通せます。
仮設は定説とは違い、これから検証すれば良いのですから～

回答No.6

noname#175206

面白いアイデアですけど、科学考証的には定性的に考えても、残念ながら、駄目出しを食らうでしょうね。なぜなら、件の実験は、ベクトルである速度（の値である速さ）を直接測っておらず、時間と位置だけですから。

　位置（とそのときの時刻）さえ正確に分かれば、位置観測時の速度なんかどうでもいい実験にしてあったわけです。

　仮に100kmの区間だとして、ニュートリノ発生ポイントでニュートリノが発生し、そこから100km離れた観測ポイントの、「ある位置」にニュートリノが検出された。これが、発生ポイントのニュートリノだとすれば、100kmを（真空中の）光より速くニュートリノは飛んできたことになる。そういう実験結果です。速さは観測しておらず、結果から速さを割り出したわけです。

　もしニュートリノの速さを直接観測できるとしたら、離れた2点間は必要ではなく、速さの観測後のニュートリノの位置は分からなくなるけど、たった一つの地点で超光速ニュートリノを発見した、というニュースになったでしょうね。

　しかし、SF考証としては、全く問題ないと思いますよ。物理学的には、人間が操作できないから確率というものを、たとえば統計力学が、有名なところでは量子力学が採用しているわけですが、それを操作できるとしているフィクションはあるわけです（とある魔術の禁書目録はそうなっていますね）。
　実際、今のところは劣勢になったみたいですが、高いエネルギー領域（つまり粒子ないしは量子の「波長」が物凄く短い）では、特殊相対論は近似理論かもしれないと言われたりしています。
　そこら辺に付け込んで、設定上欲しいものが理論化されている世界、としてみるのも手でしょう。

　また、まどマギをSFとして考えるとして、あれは熱力学の法則を人間の感情か何かが破れるという設定を持ち込んでいますが、そこに統計力学的な味付けをしたSF考証をやってみることも可能です。まあ、感情だか魂だかが、統計力学的な確率を操作できる、という後付設定ですけどね。

　まあ、現実には不可能なことがあるフィクションであれば、どこかで「嘘」を設定に織り込むわけですが、それが自然科学的に高度であればあるほど、つまり簡単にはSF考証に移らず、科学考証で粘りに粘る程、良い設定になります。

　事実、たとえば小松左京の「日本沈没」で、作者が織り込んだ嘘を正確に指摘するのは、相当勉強が必要だと言われていて、本気で日本があのように突然に沈むことを心配した人は少なくありませんでした。質問攻めに遭って、困り果てた専門家も少なくなかったと聞いています。本気の設定って、それくらい凄いんですね。

回答No.5

ok9608

No.４です。

質問者さん　と意見がことなったようですみません。

科学などの専門、先端の議論は　学会でされるべきで　また現実にも日々されているとおもいます。それらと　一般大衆とをつなぐ紙面（インターネットも含めて）が　OKWAVEのようなところとおもうのです。ご存知のように　OKWAVEのカテは幅広いものでSFのような対象は　小説とか　あるいは哲学ではないか　と思うのです。このカテとか物理とかで　トンデモ　話が多発しますと　専門家とか深く探索している人は　だんだん遠いていくようにおもうのです（専門家の投稿が少なくなっている）。するとこのカテから知識を吸収していこう　とする人も　遠のくのではないか　とおもうのです。さらに問題のように思われるのはトンデモ回答を信じる輩がでてくるのです。私は　このカテとか物理カテは先端科学技術の知識をわかりやすく得るために　利用できないか　と思っているのです。

SF話を否定しているのではなありません。それはカテがちがうのでは　といいたいわけです。

回答No.4

ok9608

私も物理学には疎いものです。

そこで　私の希望なのですが　天文とか物理とか　のカテでは　SF、妄想などはない方がいいのではと。
それは文学などではないかと思うのです。例えば　No.１さんの回答は　今の物理学ではいい加減もいいところ
であってそれを元に議論があっても意味のないものと思うのです。科学は科学範疇で議論を深めるべきか
と思うのです。

では超光速ニュートリノについては　素人はどうすればよいか　ですが科学的には専門家の研究結果を
まつ　べきかと思うのです。それ以上の議論はSFでもいいのですが　カテが違うとおもうのです。

補足

失礼ながら、私の考え方は少々異なります。量子力学や相対論は精密な観測と高度な数学を取り扱わなければ学術的議論は出来ません。アインシュタインでさえ数学の導入には専門家の協力を得たほどです。この掲示板に出てくる宇宙論などはせいぜい推測の域を出ないSFレベルのものでしかないでしょう。もしそれが駄目なら、ここには誰も書き込みができなくなります。一方学問的な理論は学会の場で精密な議論が展開されるべきでしょう。

回答No.3

srafp

> 光より速いニュートリノというニュースが流れましたね。
現在発売中のｎｅｗｔｏｎ「２０１１年１２月号」には、ブレーンワールド理論によるショーカットではないかとの考えが載っております。
　⇒地球の反対側に移動する際に、地表［我々が存在する（時間次元を除いた）３次元］を
　　素直に進むよりも、直通のトンネル［高次元］を通った方が早く到着できる。
　　この時、移動に掛かった時間を地表を進んだ場合に距離で割れば、
　　速度は当然に実際よりも速い値［超光速］で表示される

只、同書にも書かれていますが、ニュートリノが何等かの理由［ブレーンワールド、不確定性原理］で超光速の態を見せるのであれば、次の点が説明出来ていない様です。
１　大量にニュートリノを発生する超新星爆発の観測をした際に、何故観測されないのか？
　　⇒超新星爆発による光とニュートリノの到着は、誤差の範囲内で同時で観測されている。
　　　超新星爆発で生じたニュートリノは、今回の騒動となったニュートリノの試験回数に比べて、
　　桁違いに多いから、有意の差が観測される筈である
２　ニュートリノだけが特別扱いされる理由が見つかっていない。
　　⇒プレーンワールド理論は「重力子」のみが特別扱いされる事が導かれた理論。なのに、更にニュートリノを特別扱いする理由は？

回答No.2

ibm_111

>あの問題はどうなったのでしょうか？

どうにもなってません。
金と時間のかかる実験なので、そんな急に結論が出せるわけがないです。
ある程度結論が出せるのは、確か最短で1年後とかです。

>こう考えたらどうでしょうか。

Zitterbewegungのことでしょうか。
http://en.wikipedia.org/wiki/Zitterbewegung
日本語訳は超光速振動とかだった気がしますが、
あまり普及してないです。

で、Zitterbewegungは観測にかかるようなものではないはずなので、
この路線で行くとすると、相対論的量子力学を根本から作りなおさなくてはならないのは
変わりません。

ついでに、SF作品でそれっぽいのは、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E5%85%89%E9%80%9F%E8%88%AA%E6%B3%95#.E3.81.95.E3.81.BE.E3.81.96.E3.81.BE.E3.81.AA.E8.B6.85.E5.85.89.E9.80.9F.E8.88.AA.E6.B3.95
山本弘「サイバーナイト」あたりでしょうか。
読んでないので、なんとも言えませんが。

回答No.1

雪中庵（@psytex）

よく誤解されるのは、「相対性理論により超光速ではあり得ない」
という点。
相対性理論は、「通常の物質は光速に近づくにつれ間が止まり、
質量も無限大になるので、光速には到達できない」と言っている
のであって、最初から超光速であれば問題はない。
ただし、エネルギーが虚数になり、相互作用で自乗ではたらくので、
負エネルギー＝時間軸逆行と等価となる、と指摘されたのであって。

それは、通常の粒子の負エネルギー状態のギッシリ詰まった状態
として得られる「ディラックの海」や、そこに観察される“負エネルギー
状態の粒子を正エネルギー状態に叩き出した後に残る空孔＝
通常粒子と反粒子の対発生”という形で、確認されている。

つまり、ある意味、真空自体が負エネルギー状態の粒子がギッシリ
詰まった状態＝通常粒子と時間的反対方向に相対運動している
と言えるのである。
超光速（負エネルギー状態）が時間軸逆行と等価である事において、
超光速粒子は、目の前にギッシリ詰まっているありふれたものだと
言える。