夏凉

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当粒子的速度大于光速时的现象,光爆


发表时间:+-

这现象就是叫Cherenkov radiation。

粒子超过光速是可能的,请不要大惊小怪。这个已经有实验,搞原子反应堆的都一定知道(见下面照片)。但是,一定要分清这是超过实际(介质中)光速,而不是超过常数C(真空中光速)。

这个实验应当不太难,因为光在水中的速度要减慢25%。如果一个带电粒子(比如电子)在介质(比如某种水溶液)中的速度超过光子在介质中的速度,这个粒子(电子)会产生强震的光子,会发射出幽灵般的蓝光,这种现象叫Cherenkov radiation 。俄国科学家Cherenkov 因此而获得1958年诺贝尔奖。

这种现象如同超音速飞机产生的声爆。当飞机的速度大于声速时,其产生的声音将增强。同样,当粒子速度超过光速时,其附带产生的光也增强,产生紫外辐射(人眼只看到奇怪的蓝光),相应的名词叫光爆。

如果粒子进入人的眼球,比如宇航员在太空中,宇宙射线就会在眼球的玻璃体(眼球内主要的透明物质)中产生闪光。

在我的上文里假设真空是有介质的。如果那个假设成立,而且对光子和中微子的作用有显著差别,那么中微子超光速就是可能的。在这种情况下,光速常数C应该用粒子极速常数C'取代。粒子极速常数应该比光速常数略高。爱因斯坦相对论的有效性不变。

Cherenkov radiation : (zt 网络图片)

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评论(6)
  • 当前共有6条评论
  • 夏凉
    多谢pzzdm和firm来访和富有建设性评论。。。
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  • firm
    当介质的折射率小于1时,以光速前进的粒子速度就会超过光速,这不是新鲜事。比如粒子在离子层中间穿越时,确实超过光速。
    真空中光速最大,理论值。宏观不可能有巨大的真空装置来测粒子速度的吧。
    Cern的实验,我怀疑在穿越过程中粒子之间碰撞和相互反应形成短暂的离子层而使粒子速度可能加快。但这应该不是什么伟大的发明。
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  • pzzdm.com
    我在博客里面关于这个问题专门写过一篇,一年多以前写的。
    www.pzzdm.com
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  • 夏凉
    西岸:我也是现学现卖。。。

    漂移:我是纯推理,提供可能线索。当然,验证其真伪还是决定于他人的实验是否能重复。检测中微子很困难,的确能出差错的地方很多。不过你给出的最后两个人的解释,比我的解释离奇多了:)。

    多谢来访!
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  • 漂移
    谢谢你的两篇精彩介绍文章!

    这个实验中两地距离是454 miles, 光速是186,282 miles, 所以光子全程所用`时间仅为2.4毫秒。中微子比光子快了60纳秒,实验测量误差范围10纳秒。足以可见这个实验对实验精度要求之高。所以有不少专业人士不同意这个超光速实验结果。

    Drew Baden, chairman of the physics department at the University of Maryland, said it is far more likely that the CERN findings are the result of measurement errors or some kind of fluke. Tracking neutrinos is very difficult。

    Stephen Parke, who is head theoretician at the Fermilab near Chicago,said there could be a cosmic shortcut through another dimension — physics theory is full of unseen dimensions — that allows the neutrinos to beat the speed of light.

    Indiana’s Kostelecky theorizes that there are situations when the background is different in the universe, not perfectly symmetrical as Einstein says. Those changes in background may alter both the speed of light and the speed of neutrinos.
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  • 西岸
    这个关于介质的说法大概可以解释这次的东西,因为根据兄弟小学时期有限的关于通讯的知识,中微子的穿透性是无比的,据说连星球都当不住。
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