中微子科普与漫谈时间旅行讨论会内容摘要.PDFVIP

“中微子科普与漫谈时间旅行”讨论会内容摘要 1.物理世界的基本粒子有哪些 传统上（20 世纪前、中期）的基本粒子指质子、中子、电子、光子和各种介子，这是当时 人类所能探测的最小粒子。 而现代物理学发现质子、中子、介子都是由更加基本的夸克和 胶子构成。同时人类也发现了性质和电子类似的一系列轻子，还有性质和光子、胶子类似 的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。 夸克 目前的实验显示共存在 种夸克 （ ），和他们各自的反粒子。这 种夸克又 6 quark 6 可分为 代 。他们是 3“ ” 第一代： （上夸克 ） （下夸克 ） u d 第二代： （奇异夸克 ） （魅夸克 ） s c 第三代： （底夸克 ） （顶夸克 ） b t 轻子 共存在 种轻子 （ 和他们各自的反粒子。其中 种是电子和与它性质相似的 6 lepton) 3 μ 子和 τ 子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代： 第一代：e （电子） νe （电子中微子） 第二代：μ （μ 子） νμ （μ 子中微子） 第三代：τ （τ 子） ντ （τ 子中微子） 2.本次实验的目的 上世纪末日本科学家已经证明中微子震荡现象，发现 νe （电子中微子）与 （ 子中微子）之间会不断发生相互转化。本次 实验原本目的是为 νμ μ OPERA 了检测 νμ （μ 子中微子）与 ντ （τ 子中微子）是否也有类似现象，却无心发现了中 微子可能超越光速的现象。 3.对本次实验的评论 1.相对论不会被颠覆，可能会进行一些修正。发生的变化类似于：当年经典力学被修正为 适用于低速宏观场合，而在高速微观场合发展出相对论。 2.从 OPERA 实验看测量误差已经不是主要问题，而是可能存在系统误差。即可能该实验 在地球的其他地方无法被重复。 3.带有能量传输的超光速目前相对论中没有支持的论据，而相位超光速是可能的。 4.因为目前还无法找到真空，所以我们实际探测的光速并没有达到理论的峰值 c 5.因为时空存在扭曲，所以本次实验也存在中微子抄近道的可能。 6.假设中微子超越了光速有何应用 1）能把人类分解成中微子传到未来再拼合吗 2 ）能利用中微子震荡以及超光速等性质来传递信息吗（携带0/1 信号） 4. 迈克耳逊－莫雷干涉实验与麦克斯韦方程 1.麦克斯韦和洛仑兹都相信“以太”的存在 2.麦克斯韦方程目前来看解释了相当大部分电磁学的理论，但若“以太”存在且麦克斯韦方程 适用于“以太”则将与其普遍适应性矛盾。 3.麦克斯韦在相信“以太”和自己的工作成果中徘徊 ，邀请迈克尔逊做实验验证“以太”是否存 在，可惜在迈克尔逊完成实验前麦克斯韦却英年早逝。 4.迈克尔逊和莫雷合作设计了相当精巧的实验：若地球相对“以太”运动 ，则假设装置在以太 中向右以速度 运动 ，且从部分镀 的玻璃片到两面镜子的距离为 ，那么向右的那一束 v L 光在向右的过程中相对装置速度为 c − v ，花费的时间 t = L / (c − v) ，返回时速度为 1 ，时间 。所以总的时间是 c + v t = L / (c + v) 2 而对于向上的那一束光，设它到达镜子所需的时间为 t3 ，在这段时间里镜子向右移动了 vt3 ，所以光走过的路程