Быстрее света - Faster-than-light

Для использования в других целях см. Быстрее скорости света (значения).

Быстрее света (также сверхсветовой или же FTL) коммуникации и путешествия - это предположительное распространение Информация или же иметь значение быстрее чем скорость света.

В специальная теория относительности означает, что только частицы с нулевым масса покоя может двигаться со скоростью света. Тахионы, частицы, скорость которых превышает скорость света, были выдвинуты гипотезой, но их существование нарушило бы причинность, и физики единодушны в том, что они не могут существовать. С другой стороны, то, что некоторые физики называют «очевидным» или «эффективным» сверхсветовым излучением.[1][2][3][4] зависит от гипотезы о том, что необычно искаженные области пространство-время может позволить материи достичь отдаленных мест за меньшее время, чем свет в нормальном или неискаженном пространстве-времени.

Согласно современным научным теориям, материя должна перемещаться по медленнее света (также подсвеченный или же STL) скорость относительно области локально искаженного пространства-времени. Явная сверхсветовая скорость не исключается общая теория относительности; однако любое очевидное физическое правдоподобие сверхсветовой яркости является спекулятивным. Примеры очевидных предложений FTL: Алькубьерре драйв и проходимая червоточина.

Сверхсветовое путешествие неинформации

Основная статья: Сверхсветовое движение

В контексте этой статьи FTL - это передача информации или материалов быстрее, чем c, константа, равная скорость света в вакууме, что составляет 299 792 458 м / с (по определению метра[5]) или около 186 282,397 миль в секунду. Это не совсем то же самое, что путешествовать быстрее света, поскольку:

  • Некоторые процессы распространяются быстрее, чем c, но не может нести информацию (см. примеры в следующих разделах).
  • В некоторых материалах, где свет распространяется со скоростью c / n (куда п это показатель преломления ) другие частицы могут двигаться быстрее, чем c / n (но все же медленнее, чем c), что приводит к Черенковское излучение (видеть фазовая скорость ниже ).

Ни одно из этих явлений не нарушает специальная теория относительности или создает проблемы с причинность, и поэтому ни один из них не квалифицируется как FTL как описано здесь.

В следующих примерах может показаться, что определенные влияния распространяются быстрее света, но они не передают энергию или информацию быстрее света, поэтому они не нарушают специальную теорию относительности.

Ежедневное движение неба

Для земного наблюдателя объекты в небе совершают один оборот вокруг Земли за один день. Проксима Центавра, ближайшая звезда за пределами Солнечная система, около четырех световых лет прочь.[6] В этой системе отсчета, в которой Проксима Центавра движется по круговой траектории с радиусом четыре световых года, ее можно описать как имеющую скорость, во много раз превышающую c поскольку окружная скорость объекта, движущегося по кругу, является произведением радиуса и угловой скорости.[6] Также возможно на геостатический Видите ли, такие объекты, как кометы, могут изменять свою скорость от субсветовой до сверхсветовой и наоборот просто потому, что расстояние от Земли меняется. Кометы могут иметь орбиты, разносящие их более чем на 1000 Австралия.[7] Окружность круга радиусом 1000 а.е. больше одного светового дня. Другими словами, комета на таком расстоянии является сверхсветовой в геостатической и, следовательно, неинерциальной системе отсчета.

Светлые пятна и тени

Если лазерный луч проходит через удаленный объект, пятно лазерного света может легко перемещаться по объекту со скоростью, превышающей c.[8] Точно так же тень, проецируемая на удаленный объект, может перемещаться по объекту быстрее, чем c.[8] Ни в том, ни в другом случае свет распространяется от источника к объекту не быстрее, чем c, и никакая информация не движется быстрее света.[8][9][10]

Скорость закрытия

Скорость, с которой два объекта, движущихся в одной системе отсчета, сближаются, называется взаимной скоростью или скоростью сближения. Это может приближаться к удвоенной скорости света, как в случае двух частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, в противоположных направлениях по отношению к системе отсчета.

Представьте себе две быстро движущиеся частицы, приближающиеся друг к другу с противоположных сторон ускоритель частиц типа коллайдер. Скорость закрытия - это скорость, с которой расстояние между двумя частицами уменьшается. С точки зрения наблюдателя, стоящего в состоянии покоя относительно ускорителя, эта скорость будет чуть меньше удвоенной скорости света.

Специальная теория относительности не запрещает этого. Это говорит нам о том, что использовать Галилея относительность для вычисления скорости одной из частиц, измеряемой наблюдателем, движущимся рядом с другой частицей. То есть специальная теория относительности дает правильный формула сложения скоростей для вычисления таких относительная скорость.

Поучительно вычислить относительную скорость частиц, движущихся с v и -v в кадре акселератора, что соответствует скорости закрытия 2v > c. Выражая скорости в единицах c, β =v/c:

Правильные скорости

Если космический корабль летит к планете на расстоянии одного светового года (измеряется в системе координат покоя) от Земли на высокой скорости, время, необходимое для достижения этой планеты, может быть меньше одного года, если измерять часы путешественника (хотя это будет всегда быть более одного года по часам на Земле). Значение, полученное путем деления пройденного расстояния, определенного в системе отсчета Земли, на затраченное время, измеренное часами путешественника, известно как правильная скорость или собственная скорость. Не существует ограничений на значение надлежащей скорости, поскольку правильная скорость не представляет собой скорость, измеренную в одном инерциальном кадре. Световой сигнал, который покинул Землю одновременно с путешественником, всегда добирался до места назначения раньше путешественника.

Возможное расстояние от Земли

Основная статья: Космические путешествия с постоянным ускорением

Поскольку человек не может путешествовать быстрее света, можно сделать вывод, что человек никогда не сможет путешествовать дальше от Земли, чем на 40 световых лет, если путешественник будет активен в возрасте от 20 до 60 лет. Тогда путешественник никогда не сможет достичь большего. чем очень немногие звездные системы, существующие в пределах 20–40 световых лет от Земли. Это ошибочный вывод: из-за замедление времени, путешественник может путешествовать на тысячи световых лет за 40 лет своей активности. Если космический корабль ускоряется с постоянным ускорением в 1 g (в его собственной изменяющейся системе отсчета), то через 354 дня он достигнет скорости, немного меньшей скорость света (для наблюдателя на Земле), а замедление времени увеличит продолжительность жизни путешественника до тысяч земных лет, что видно из системы отсчета Солнечная система ⁠ - но субъективная продолжительность жизни путешественника от этого не изменится. Если бы они затем вернулись на Землю, путешественник прибыл бы на Землю на тысячи лет вперед. Их скорость движения не наблюдалась бы с Земли как сверхсветовая - да и в этом отношении она не могла бы казаться таковой с точки зрения путешественника - но вместо этого путешественник испытал бы сокращение длины Вселенной в направлении своего движения. Икогда путник поворачивается, чтобы вернуться,[требуется разъяснение ]Кажется, что Земля проживет гораздо больше времени, чем путешественник. Таким образом, пока (обычная) координатная скорость путешественника не может превышать c, их правильная скорость, или расстояние, пройденное от точки отсчета Земли, деленное на подходящее время, может быть намного больше, чем c. Это видно из статистических исследований мюоны путешествовать намного дальше, чем c раз их период полураспада (в состоянии покоя), если вы путешествуете рядом с c.[11]

Фазовые скорости выше c

В фазовая скорость из электромагнитная волна, путешествуя по среде, обычно может превышать c, скорость света в вакууме. Например, это происходит в большинстве очков при рентгеновский снимок частоты.[12] Однако фазовая скорость волны соответствует скорости распространения теоретической одночастотной (чисто монохромный ) составляющая волны на этой частоте. Такая волновая составляющая должна быть бесконечной по протяженности и постоянной амплитуды (иначе она не будет по-настоящему монохроматической) и поэтому не может передавать никакой информации.[13]Таким образом, фазовая скорость выше c не подразумевает распространение сигналы со скоростью выше c.[14]

Групповые скорости выше c

В групповая скорость волны может также превышать c при некоторых обстоятельствах.[15][16] В таких случаях, которые обычно одновременно связаны с быстрым ослаблением интенсивности, максимум огибающей импульса может распространяться со скоростью выше c. Однако даже эта ситуация не предполагает распространения сигналы со скоростью выше c,[17] даже если может возникнуть соблазн связать максимумы пульса с сигналами. Было показано, что последняя ассоциация вводит в заблуждение, потому что информацию о приходе импульса можно получить до достижения максимума импульса. Например, если какой-то механизм позволяет полностью передать ведущую часть импульса, сильно ослабляя максимум импульса и все, что находится за ним (искажение), максимум импульса эффективно сдвигается вперед во времени, в то время как информация о импульсе не приходит быстрее. чем c без этого эффекта.[18] Однако групповая скорость может превышать c в некоторых частях Гауссов пучок в вакууме (без затухания). В дифракция заставляет пик импульса распространяться быстрее, а общая мощность - нет.[19]

Универсальное расширение

История создания Вселенная - гравитационные волны предположительно возникают из космическая инфляция, расширение быстрее света сразу после Большой взрыв.[20][21][22]

В расширение вселенной заставляет далекие галактики удаляться от нас быстрее скорости света, если правильное расстояние и космологическое время используются для расчета скорости этих галактик. Однако в общая теория относительности, скорость является локальным понятием, поэтому скорость, вычисляемая с использованием сопутствующих координат, не имеет простой связи со скоростью, вычисляемой локально.[23] (Видеть Сопутствующие и правильные расстояния для обсуждения различных понятий `` скорость '' в космологии.) Правила, которые применяются к относительным скоростям в специальной теории относительности, такие как правило, согласно которому относительные скорости не могут превышать скорость света, не применяются к относительным скоростям в сопутствующих координатах, которые часто описываются в терминах «расширения пространства» между галактиками. Считается, что эта скорость расширения достигла своего пика во время инфляционная эпоха предположительно произошло в крошечную долю секунды после Большой взрыв (модели предполагают, что период был примерно от 10−36 секунд после Большого взрыва примерно до 10−33 секунд), когда Вселенная могла быстро расшириться примерно в 10 раз.20 до 1030.[24]

В телескопы можно увидеть много галактик. красное смещение числа 1,4 и выше. Все они в настоящее время удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света. Поскольку Параметр Хаббла уменьшается со временем, на самом деле могут быть случаи, когда галактика, удаляющаяся от нас быстрее, чем свет, действительно может излучать сигнал, который в конечном итоге достигает нас.[25][26][27]

Однако, поскольку расширение Вселенной ускоряется, предполагается, что большинство галактик в конечном итоге пересекут космологические горизонт событий где любой свет, который они излучают после этой точки, никогда не сможет достичь нас в любое время в бесконечном будущем,[28] потому что свет никогда не достигает точки, где его «пекулярная скорость» по направлению к нам превышает скорость расширения от нас (эти два понятия скорости также обсуждаются в Сопутствующие и правильные расстояния # Использование правильного расстояния ). Текущее расстояние до этого космологического горизонта событий составляет около 16 миллиардов световых лет, а это означает, что сигнал от события, происходящего в настоящее время, в конечном итоге смог бы достичь нас в будущем, если бы событие было на расстоянии менее 16 миллиардов световых лет, но сигнал никогда бы не достиг нас, если бы событие произошло на расстоянии более 16 миллиардов световых лет.[26]

Астрономические наблюдения

Очевидный сверхсветовое движение наблюдается во многих радиогалактики, блазары, квазары, а недавно и в микроквазары. Эффект был предсказан до того, как его заметил Мартин Рис[требуется разъяснение ] и может быть объяснено как оптическая иллюзия вызвано частичным движением объекта в направлении наблюдателя,[29] когда расчет скорости предполагает, что это не так. Явление не противоречит теории специальная теория относительности. Исправленные расчеты показывают, что эти объекты имеют скорости, близкие к скорости света (относительно нашей системы отсчета). Они являются первыми примерами больших масс, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.[30] Земные лаборатории смогли разогнать только небольшое количество элементарных частиц до таких скоростей.

Квантовая механика

Определенные явления в квантовая механика, Такие как квантовая запутанность, может создать поверхностное впечатление, что позволяет передавать информацию быстрее скорости света. Согласно теорема о запрете общения эти явления не позволяют по-настоящему общаться; они позволяют одновременно видеть одну и ту же систему только двум наблюдателям, находящимся в разных местах, без возможности контролировать то, что видит любой из них. Коллапс волновой функции можно рассматривать как эпифеномен квантовой декогеренции, которая, в свою очередь, является не чем иным, как эффектом лежащей в основе эволюции волновой функции системы в локальном времени и все своего окружения. Поскольку лежащее в основе поведение не нарушает локальную причинно-следственную связь и не допускает FTL-коммуникации, отсюда следует, что и дополнительный эффект волновой функции не коллапсирует, будь то реальный или же очевидный.

В принцип неопределенности означает, что отдельные фотоны могут путешествовать на короткие расстояния со скоростью несколько быстрее (или медленнее), чем cдаже в вакууме; эту возможность необходимо учитывать при перечислении Диаграммы Фейнмана для взаимодействия частиц.[31] Однако в 2011 году было показано, что одиночный фотон не может двигаться быстрее, чем c.[32] В квантовой механике виртуальные частицы может двигаться быстрее света, и это явление связано с тем фактом, что эффекты статического поля (которые опосредованы виртуальными частицами в квантовых терминах) могут распространяться быстрее света (см. раздел о статических полях выше). Однако макроскопически эти флуктуации усредняются, так что фотоны действительно движутся по прямым линиям на большие (то есть неквантовые) расстояния, и в среднем они движутся со скоростью света. Следовательно, это не означает возможности передачи сверхсветовой информации.

В популярной прессе публиковались различные сообщения об экспериментах по пропусканию сверхсветовой скорости в оптике - чаще всего в контексте своего рода квантовое туннелирование явление. Обычно такие отчеты касаются фазовая скорость или же групповая скорость быстрее, чем скорость света в вакууме.[33][34] Однако, как указано выше, сверхсветовая фазовая скорость не может использоваться для передачи информации со скоростью, превышающей скорость света.[35][36]

Эффект Хартмана

Основная статья: Эффект Хартмана

Эффект Хартмана - это эффект туннелирования через барьер, при котором время туннелирования стремится к постоянному значению для больших барьеров.[37][38] Это может быть, например, зазор между двумя призмами. Когда призмы соприкасаются, свет проходит прямо насквозь, но когда есть промежуток, свет преломляется. Существует ненулевая вероятность того, что фотон будет туннелировать через зазор, а не следовать по преломленному пути. Для больших зазоров между призмами время туннелирования приближается к константе, и поэтому кажется, что фотоны пересекаются со сверхсветовой скоростью.[39]

Однако эффект Хартмана на самом деле нельзя использовать для нарушения теории относительности путем передачи сигналов быстрее, чем c, потому что время туннелирования «не должно быть связано со скоростью, поскольку затухающие волны не распространяются».[40] Затухающие волны в эффекте Хартмана возникают из-за виртуальных частиц и нераспространяющегося статического поля, как упоминалось выше в разделах, посвященных гравитации и электромагнетизму.

Эффект Казимира

Основная статья: Эффект Казимира

В физике Сила Казимира-Польдера это физическая сила, возникающая между отдельными объектами из-за резонанса энергия вакуума в промежутке между объектами. Иногда это описывается в терминах взаимодействия виртуальных частиц с объектами из-за математической формы одного из возможных способов вычисления силы эффекта. Поскольку сила силы быстро падает с расстоянием, ее можно измерить только тогда, когда расстояние между объектами чрезвычайно мало. Поскольку эффект возникает из-за виртуальных частиц, опосредующих эффект статического поля, он подлежит комментариям о статических полях, обсужденных выше.

Парадокс ЭПР

Основная статья: Парадокс ЭПР

Парадокс ЭПР относится к известному мысленный эксперимент из Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен что впервые экспериментально реализовано Ален Аспект в 1981 и 1982 годах в Аспект эксперимент. В этом эксперименте измерение состояния одной из квантовых систем запутанный пара, по-видимому, мгновенно заставляет другую систему (которая может быть удаленной) быть измерена в дополнительном состоянии. Однако никакая информация не может быть передана таким образом; ответ на вопрос, действительно ли измерение влияет на другую квантовую систему, сводится к тому, интерпретация квантовой механики один подписывается на.

Эксперимент, проведенный в 1997 г. Николя Гизен продемонстрировал нелокальные квантовые корреляции между частицами, расположенными на расстоянии более 10 километров.[41] Но, как отмечалось ранее, нелокальные корреляции, наблюдаемые в запутанности, на самом деле не могут использоваться для передачи классической информации со скоростью, превышающей скорость света, так что релятивистская причинность сохраняется. Ситуация похожа на совместное синхронное подбрасывание монеты, когда второй человек, который подбрасывает свою монету, всегда будет видеть противоположное тому, что видит первый человек, но ни один из них не имеет никакого способа узнать, были ли они первым или вторым флиппером, без классического общения . Видеть Теорема об отсутствии связи для дополнительной информации. Эксперимент по квантовой физике 2008 года, также проведенный Николасом Гизеном и его коллегами, показал, что в любом нелокальная теория скрытых переменных, скорость квантовая нелокальная связь (то, что Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии»), по крайней мере, в 10 000 раз больше скорости света.[42]

Квантовый ластик с отложенным выбором

Основная статья: Квантовый ластик с отложенным выбором

В квантовый ластик с отложенным выбором представляет собой вариант парадокса ЭПР, в котором наблюдение (или отсутствие) интерференции после прохождения фотона через двойной щелевой эксперимент зависит от условий наблюдения второго фотона, сцепленного с первым. Особенность этого эксперимента состоит в том, что наблюдение второго фотона может происходить позже, чем наблюдение первого фотона,[43] что может создать впечатление, что измерение более поздних фотонов «задним числом» определяет, проявляют ли более ранние фотоны интерференцию или нет, хотя интерференционную картину можно увидеть только путем сопоставления измерений обоих членов каждой пары, и поэтому она не может быть до тех пор, пока оба фотона не будут измерены, гарантируя, что экспериментатор, наблюдающий только за фотонами, проходящими через щель, не получит информацию о других фотонах в режиме FTL или в обратном направлении.[44][45]

Сверхсветовая коммуникация

Основная статья: Связь быстрее света

Согласно теории относительности, общение со скоростью быстрее света эквивалентно путешествие во времени. Что мы измеряем как скорость света в вакууме (или около вакуума) на самом деле является фундаментальной физической постоянной c. Это означает, что все инерционный а для координатной скорости света неинерциальные наблюдатели, независимо от их относительной скорость, всегда будет измерять частицы с нулевой массой, такие как фотоны путешествуя в c в вакууме. Этот результат означает, что измерения времени и скорости в разных системах отсчета больше не связаны просто постоянными сдвигами, а связаны соотношением Преобразования Пуанкаре. Эти преобразования имеют важные последствия:

  • Релятивистский импульс массивный частица будет увеличиваться со скоростью таким образом, что со скоростью света объект будет иметь бесконечный импульс.
  • Чтобы разогнать объект ненулевой масса покоя к c потребовалось бы бесконечное время с любым конечным ускорением или бесконечное ускорение в течение конечного количества времени.
  • В любом случае такое ускорение требует бесконечной энергии.
  • Некоторые наблюдатели со сверхсветовым относительным движением будут расходиться во мнениях относительно того, какое из двух событий происходит первым из двух, разделенных расстоянием между ними. космический интервал.[46] Другими словами, любое путешествие со скоростью, превышающей скорость света, будет рассматриваться как путешествие назад во времени в некоторых других, не менее достоверных системах отсчета,[47] или необходимо принять спекулятивную гипотезу о возможных нарушениях Лоренца в пока еще ненаблюдаемом масштабе (например, шкале Планка).[нужна цитата ] Следовательно, любая теория, допускающая "истинную" сверхсветовую скорость, также должна учитывать путешествие во времени и все связанные с этим парадоксы,[48] или иначе предположить Лоренц-инвариантность быть симметрией термодинамической статистической природы (отсюда симметрия, нарушенная в каком-то пока ненаблюдаемом масштабе).
  • В специальной теории относительности координатная скорость света гарантированно равна c в инерциальная система отсчета; в неинерциальной системе координат скорость координат может отличаться от c.[49] В общей теории относительности никакая система координат в большой области искривленного пространства-времени не является «инерциальной», поэтому допустимо использовать глобальную систему координат, в которой объекты движутся быстрее, чем c, но в локальной окрестности любой точки искривленного пространства-времени мы можем определить «локальную инерциальную систему отсчета», и локальная скорость света будет c в этом кадре,[50] с массивными объектами, движущимися через этот локальный район, всегда со скоростью меньше c в местной инерциальной системе отсчета.

Обоснования

Относительная диэлектрическая проницаемость или магнитная проницаемость менее 1

В скорость света

относится к диэлектрическая проницаемость вакуума ε0 и вакуумная проницаемость μ0. Поэтому не только фазовая скорость, групповая скорость, и скорость потока энергии электромагнитных волн, но и скорость из фотон может быть быстрее чем c в специальном материале, имеющем постоянную диэлектрическая проницаемость или же проницаемость значение которого меньше, чем в вакууме.[51]

Вакуум Казимира и квантовое туннелирование

Специальная теория относительности постулирует, что скорость света в вакууме инвариантна в инерциальные системы отсчета. То есть он будет таким же из любой системы отсчета, движущейся с постоянной скоростью. В уравнениях не указывается какое-либо конкретное значение скорости света, которое является экспериментально определенной величиной для фиксированной единицы длины. С 1983 г. SI единица длины ( метр ) был определен с помощью скорость света.

Экспериментальное определение производилось в вакууме. Однако известный нам вакуум - не единственный возможный вакуум, который может существовать. С вакуумом связана энергия, называемая просто энергия вакуума, которые, возможно, могут быть изменены в некоторых случаях.[52] Когда энергия вакуума понижается, свет, по прогнозам, будет двигаться быстрее стандартного значения. c. Это известно как Эффект Шарнхорста. Такой вакуум можно создать, соединив две идеально гладкие металлические пластины на расстоянии, близком к атомному диаметру. Это называется Казимир вакуум. Расчеты показывают, что в таком вакууме свет будет двигаться быстрее на ничтожную величину: фотон, движущийся между двумя пластинами, находящимися на расстоянии 1 микрометра друг от друга, увеличит скорость фотона примерно на одну часть из 10.36.[53] Соответственно, экспериментальной проверки предсказания пока нет. Недавний анализ[54] утверждал, что эффект Шарнхорста не может использоваться для отправки информации в обратном направлении во времени с одним набором пластин, поскольку остаточный кадр пластин будет определять «предпочтительный кадр» для передачи сигналов FTL. Однако, когда несколько пар пластин движутся относительно друг друга, авторы отметили, что у них нет аргументов, которые могли бы «гарантировать полное отсутствие нарушений причинно-следственной связи», и сослались на умозрительную гипотезу Хокинга. гипотеза защиты хронологии что предполагает, что петли обратной связи виртуальных частиц будут создавать «неконтролируемые сингулярности в перенормированной квантовой энергии-напряжении» на границе любой потенциальной машины времени и, следовательно, потребуют теории квантовой гравитации для полного анализа. Другие авторы утверждают, что первоначальный анализ Шарнхорста, который, казалось, показал возможность более быстрогоc сигналы, включающие приближения, которые могут быть неверными, поэтому неясно, действительно ли этот эффект может вообще увеличить скорость сигнала.[55]

Физики Гюнтер Нимц и Альфонс Штальхофен из Кельнский университет, утверждают, что экспериментально нарушили относительность, передавая фотоны быстрее скорости света.[39] Они говорят, что провели эксперимент, в котором микроволновые фотоны - пакеты света с относительно низкой энергией - перемещались «мгновенно» между парой призм, которые были перемещены на расстояние до 3 футов (1 м). Их эксперимент включал оптическое явление, известное как "мимолетные моды", и они утверждают, что, поскольку затухающие моды имеют мнимое волновое число, они представляют собой «математическую аналогию» с квантовое туннелирование.[39] Нимц также утверждал, что «мимолетные моды не могут быть полностью описаны Уравнения Максвелла и квантовая механика должна быть принята во внимание ".[56] Другие ученые, такие как Герберт Г. Винфул и Роберт Хеллинг утверждали, что на самом деле в экспериментах Нимца нет ничего квантово-механического и что результаты можно полностью предсказать с помощью уравнений классический электромагнетизм (Уравнения Максвелла).[57][58]

Нимц сказал Новый ученый журнал: «На данный момент это единственное нарушение специальной теории относительности, о котором я знаю». Однако другие физики говорят, что это явление не позволяет передавать информацию быстрее света. Эфраим Стейнберг, эксперт по квантовой оптике Университет Торонто, Канада, использует аналогию с поездом, идущим из Чикаго в Нью-Йорк, но высаживая вагоны из хвоста на каждой станции по пути, так что центр постоянно сокращающегося главного поезда движется вперед на каждой остановке; таким образом, скорость центра поезда превышает скорость любого из отдельных вагонов.[59]

Винфул утверждает, что аналогия с поездом является вариантом «аргумента изменения формы» для сверхсветовых туннельных скоростей, но он продолжает говорить, что этот аргумент фактически не подтверждается экспериментом или моделированием, которые фактически показывают, что передаваемый импульс имеет ту же длину и форма как падающий импульс.[57] Вместо этого Винфул утверждает, что групповая задержка при туннелировании - это на самом деле не время прохождения импульса (пространственная длина которого должна быть больше длины барьера, чтобы его спектр был достаточно узким для туннелирования), а время жизни энергии, запасенной в стоячая волна который образуется внутри барьера. Поскольку запасенная энергия в барьере меньше, чем энергия, запасенная в безбарьерной области такой же длины из-за деструктивной интерференции, групповая задержка для энергии, уходящей из барьерной области, короче, чем она была бы в свободном пространстве, что согласно Винфулу, это объяснение явного сверхсветового туннелирования.[60][61]

Ряд авторов опубликовали статьи, оспаривающие утверждение Нимца о том, что его эксперименты нарушают причинность Эйнштейна, и в литературе есть много других статей, в которых обсуждается, почему не считается, что квантовое туннелирование нарушает причинность.[62]

Позже об этом заявил Экл. и другие. что туннелирование частиц действительно происходит в нулевом реальном времени.[63] Их тесты включали туннелирование электронов, и группа утверждала, что релятивистское предсказание для времени туннелирования должно составлять 500-600 аттосекунд ( аттосекунда один квинтиллионный (10−18) секунды). Все, что можно было измерить, это 24 аттосекунды, что является пределом точности теста. Опять же, другие физики полагают, что эксперименты по туннелированию, в которых частицы, по-видимому, проводят аномально короткое время внутри барьера, на самом деле полностью совместимы с теорией относительности, хотя есть разногласия относительно того, связано ли объяснение с изменением формы волнового пакета или другими эффектами.[60][61][64]

Отказаться от (абсолютной) относительности

Из-за сильной эмпирической поддержки специальная теория относительности, любые его модификации обязательно должны быть довольно тонкими и трудными для измерения. Самая известная попытка двойная специальная теория относительности, который утверждает, что Планковская длина также одинаков во всех системах отсчета и связан с работой Джованни Амелино-Камелия и Жоао Магуэйжу.[65][66]Существуют умозрительные теории, утверждающие, что инерция создается совокупной массой Вселенной (например, Принцип маха ), что означает, что остальная система Вселенной может быть предпочтительный по обычным измерениям естественного права. В случае подтверждения это будет означать специальная теория относительности является приближением к более общей теории, но поскольку соответствующее сравнение (по определению) будет выходить за рамки наблюдаемая вселенная, трудно представить (а тем более построить) эксперименты для проверки этой гипотезы. Несмотря на эту трудность, такие эксперименты предлагались.[67]

Искажение пространства-времени

Хотя теория специальная теория относительности запрещает объектам иметь относительную скорость больше скорости света, и общая теория относительности сводится к специальной теории относительности в локальном смысле (в небольших областях пространства-времени, где кривизна незначительна), общая теория относительности действительно позволяет пространству между удаленными объектами расширяться таким образом, что они имеют "скорость спада «что превышает скорость света, и считается, что галактики, которые сегодня находятся на расстоянии более 14 миллиардов световых лет от нас, имеют скорость удаления, превышающую скорость света.[68] Мигель Алькубьерре предположил, что можно было бы создать варп-привод, в котором корабль будет заключен в «пузырь деформации», где пространство в передней части пузыря быстро сжимается, а пространство в задней части быстро расширяется, в результате чего пузырь может достичь отдаленного пункта назначения намного быстрее, чем луч света, движущийся за пределами пузыря, но без объектов внутри пузыря, локально перемещающихся со скоростью, превышающей скорость света.[69] Тем не мение, несколько возражений поднятые против стремления Алькубьерре, по всей видимости, исключают возможность фактического использования его на практике. Другая возможность, предсказываемая общей теорией относительности, - это проходимая червоточина, который может создать ярлык между произвольно удаленными точками в космосе. Как и в случае с поездкой на Алькубьерре, путешественники, двигающиеся через червоточину, не смогут локально двигаться быстрее света, путешествуя через червоточину рядом с ними, но они смогут достичь пункта назначения (и вернуться в исходное положение) быстрее, чем свет, движущийся за пределы червоточины.

Джеральд Кливер и Ричард Обоуси, профессор и студент Бейлорский университет, предположил, что манипулирование дополнительными пространственными измерениями теория струн вокруг космического корабля с чрезвычайно большим количеством энергии может образоваться «пузырь», который может заставить корабль двигаться быстрее скорости света. Физики полагают, что создание этого пузыря приведет к изменению 10-го пространственного измерения. темная энергия в трех больших пространственных измерениях: высоте, ширине и длине. Кливер сказал, что положительная темная энергия в настоящее время отвечает за ускорение скорости расширения нашей Вселенной с течением времени.[70]

Теория Хайма

В 1977 г. вышла статья о Теория Хайма предположил, что можно путешествовать быстрее света, используя магнитные поля для входа в пространство более высоких измерений.[71]

Нарушение лоренцевой симметрии

Основные статьи: Современные поиски нарушения Лоренца и Расширение стандартной модели

Возможность того, что симметрия Лоренца может быть нарушена, серьезно рассматривалась в последние два десятилетия, особенно после разработки реалистичной эффективной теории поля, описывающей это возможное нарушение, так называемого Расширение стандартной модели.[72][73][74] Эта общая структура позволила проводить экспериментальные поиски с помощью экспериментов с космическими лучами сверхвысоких энергий.[75] и широкий спектр экспериментов с гравитацией, электронами, протонами, нейтронами, нейтрино, мезонами и фотонами.[76]Нарушение инвариантности вращения и буста вызывает зависимость направления в теории, а также нетрадиционную энергетическую зависимость, которая вводит новые эффекты, в том числе Лоренц-инвариантные осцилляции нейтрино и изменения в соотношении дисперсии различных видов частиц, которые, естественно, могут заставить частицы двигаться быстрее света.

В некоторых моделях нарушенной симметрии Лоренца постулируется, что симметрия все еще встроена в самые фундаментальные законы физики, но что спонтанное нарушение симметрии лоренц-инвариантности[77] вскоре после Большой взрыв мог оставить по всей вселенной «реликтовое поле», заставляющее частицы вести себя по-разному в зависимости от их скорости относительно поля;[78] однако есть также некоторые модели, в которых симметрия Лоренца нарушена более фундаментальным образом. Если лоренцевская симметрия может перестать быть фундаментальной симметрией в масштабе Планка или в каком-либо другом фундаментальном масштабе, вполне возможно, что частицы с критической скоростью, отличной от скорости света, будут основными составляющими материи.

В современных моделях нарушения лоренцевой симметрии ожидается, что феноменологические параметры зависят от энергии. Поэтому, как широко признано,[79][80] существующие границы низких энергий не могут быть применены к явлениям высоких энергий; однако многие поиски нарушения Лоренца при высоких энергиях проводились с использованием Расширение стандартной модели.[76]Ожидается, что нарушение лоренцевой симметрии будет усиливаться по мере приближения к фундаментальному масштабу.

Сверхтекучие теории физического вакуума

Основная статья: Теория сверхтекучего вакуума

При таком подходе физическая вакуум рассматривается как квантовый сверхтекучий что по сути нерелятивистское, тогда как Симметрия Лоренца не является точной симметрией природы, а скорее приближенным описанием, справедливым только для небольших флуктуаций сверхтекучего фона.[81] В рамках этого подхода была предложена теория, в которой физический вакуум предполагается квантовая бозе-жидкость чье основное государство волновая функция описывается логарифмическое уравнение Шредингера. Было показано, что релятивистское гравитационное взаимодействие возникает как малоамплитудный коллективное возбуждение Режим[82] тогда как релятивистский элементарные частицы можно описать частицы, подобные режимам в пределе малых импульсов.[83] Важным фактом является то, что при очень высоких скоростях поведение частицоподобных мод становится отличным от поведения мод. релятивистский один - они могут добраться до ограничение скорости света при конечной энергии; Кроме того, возможно распространение быстрее скорости света, не требуя, чтобы движущиеся объекты имели мнимая масса.[84][85]

Результаты полета FTL Neutrino

МИНОС эксперимент

Основная статья: МИНОС

В 2007 г. МИНОС Сотрудничество сообщило о результатах измерения времени полета 3 ГэВ нейтрино со скоростью, превышающей скорость света на величину 1,8 сигма.[86] Однако эти измерения считались статистически совместимыми с нейтрино, движущимися со скоростью света.[87] После модернизации детекторов для этого проекта в 2012 году MINOS скорректировал их первоначальный результат и нашел соответствие со скоростью света. Будут проведены дальнейшие измерения.[88]

ОПЕРНАЯ нейтринная аномалия

Основная статья: Аномалия сверхсветового нейтрино

22 сентября 2011 г. - препринт[89] от OPERA Сотрудничество указывает на обнаружение мюонных нейтрино 17 и 28 ГэВ, отправленных в 730 километрах (454 мили) от ЦЕРН возле Женева, Швейцария к Национальная лаборатория Гран-Сассо в Италии, путешествуя быстрее света на относительное количество 2.48×10−5 (приблизительно 1 из 40 000), статистический показатель со значимостью 6,0 сигма.[90] 17 ноября 2011 года второй эксперимент ученых OPERA подтвердил их первоначальные результаты.[91][92] Однако ученые скептически отнеслись к результатам этих экспериментов, значимость которых оспаривалась.[93] В марте 2012 г. ICARUS сотрудничество не смогли воспроизвести результаты OPERA с помощью своего оборудования, обнаружив время прохождения нейтрино от ЦЕРНа до Национальной лаборатории Гран-Сассо, неотличимое от скорости света.[94] Позже команда OPERA сообщила о двух недостатках в настройке оборудования, которые привели к ошибкам, выходящим далеко за пределы их первоначального доверительный интервал: а опто-волоконный кабель подключен неправильно, что привело к измерениям со скоростью, по всей видимости, превышающей скорость света, а тактовый генератор тикает слишком быстро.[95]

Тахионы

Основная статья: Тахион

В специальной теории относительности невозможно ускорить объект к скорость света или движение массивного объекта в скорость света. Однако может существовать объект, который всегда движется быстрее света. Гипотетический элементарные частицы с этим свойством называются тахионами или тахионными частицами. Попытки квантовать их не смогли произвести частицы быстрее света, а вместо этого продемонстрировали, что их присутствие приводит к нестабильности.[96][97]

Различные теоретики предполагали, что нейтрино может иметь тахионный характер,[98][99][100][101] в то время как другие оспаривают эту возможность.[102]

Экзотическая материя

Основные статьи: Экзотическая материя и Отрицательная масса

Механические уравнения для описания гипотетических экзотика который обладает отрицательная масса, отрицательный импульс, отрицательное давление, и отрицательная кинетическая энергия находятся[103]

,

Учитывая и , то соотношение энергии-импульса частицы соответствует следующему соотношение дисперсии

,

волны, которая может распространяться в метаматериал с отрицательным индексом. Давление радиационное давление в метаматериал отрицательный[104] и отрицательная рефракция, обратный эффект Доплера и обратный эффект Черенкова подразумевают, что импульс тоже отрицательный. Итак, волна в метаматериал с отрицательным индексом может применяться для проверки теории экзотика и отрицательная масса. Например, скорость равна

,
,

То есть такая волна может сломать световой барьер при определенных условиях.

Общая теория относительности

Общая теория относительности был разработан после специальная теория относительности включить такие понятия, как сила тяжести. Он поддерживает принцип, согласно которому ни один объект не может ускоряться до скорости света в системе отсчета любого совпадающего наблюдателя.[нужна цитата ] Однако это допускает искажения в пространство-время которые позволяют объекту двигаться быстрее света с точки зрения удаленного наблюдателя.[нужна цитата ] Один такой искажение это Алькубьерре драйв, что можно рассматривать как колебание в пространство-время который несет с собой объект. Другая возможная система - это червоточина, который соединяет два удаленных места как бы ярлыком. Оба искажения должны создать очень сильную кривизну в сильно локализованной области пространства-времени, а их гравитационные поля будут огромными. Чтобы противодействовать неустойчивой природе и предотвратить коллапс искажений под собственным `` весом '', необходимо ввести гипотетические экзотика или отрицательная энергия.

Общая теория относительности также признает, что любые средства сверхсветовой путешествовать также может использоваться для путешествие во времени. Это вызывает проблемы с причинность. Многие физики считают, что вышеуказанные явления невозможны и что будущие теории сила тяжести запретит им. Одна теория утверждает, что стабильные кротовые норы возможны, но что любая попытка использовать сеть кротовых нор для нарушения причинно-следственной связи приведет к их распаду.[нужна цитата ] В теория струн, Эрик Г. Джимон и Петр Горжава спорили[105] что в суперсимметричный пятимерный Вселенная Гёделя квантовые поправки к общей теории относительности эффективно отсекают области пространства-времени с нарушающими причинность замкнутыми времениподобными кривыми. В частности, в квантовой теории присутствует размазанная супертрубка, которая разрезает пространство-время таким образом, что, хотя в полном пространстве-времени замкнутая времениподобная кривая проходит через каждую точку, полных кривых не существует во внутренней области, ограниченной трубкой.


Смотрите также

Основные страницы: Категория: Путешествие со скоростью быстрее света и Категория: Связь быстрее света

Примечания

  1. ^ Гонсалес-Диас, П. Ф. (2000). "Варп-двигатель пространство-время" (PDF). Физический обзор D. 62 (4): 044005. arXiv:gr-qc / 9907026. Bibcode:2000ПхРвД..62д4005Г. Дои:10.1103 / PhysRevD.62.044005. HDL:10261/99501. S2CID  59940462.
  2. ^ Loup, F .; Waite, D .; Халеревич, Э. мл. (2001). «Сниженные общие потребности в энергии для модифицированного пространства-времени варп-двигателя Алькубьерре». arXiv:gr-qc / 0107097.
  3. ^ Visser, M .; Bassett, B .; Либерати, С. (2000). «Сверхсветовая цензура». Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 88 (1–3): 267–270. arXiv:gr-qc / 9810026. Bibcode:2000НуФС..88..267В. Дои:10.1016 / S0920-5632 (00) 00782-9. S2CID  119477407.
  4. ^ Visser, M .; Bassett, B .; Либерати, С. (1999). Пертурбативная сверхсветовая цензура и условие нулевой энергии. Материалы конференции AIP. 493. С. 301–305. arXiv:gr-qc / 9908023. Bibcode:1999AIPC..493..301V. Дои:10.1063/1.1301601. ISBN  978-1-56396-905-8. S2CID  16012052.
  5. ^ «Семнадцатая Генеральная конференция поид и мер (CGPM): определение метра». bipm.org. Получено 5 июля, 2020.
  6. ^ а б Группа научного образования Йоркского университета (2001 г.). Учебник для учащихся по продвинутой физике Salter Horners A2. Heinemann. С. 302–303. ISBN  978-0435628925.
  7. ^ «Самый дальний объект в Солнечной системе». Информационный буклет № 55. Королевская Гринвичская обсерватория. 15 апреля 1996 г.
  8. ^ а б c Гиббс, П. (1997). «Возможно ли путешествие или общение со скоростью быстрее света?». Оригинальный FAQ по физике Usenet. Получено 20 августа 2008.
  9. ^ Лосось, В. К. (2006). Четыре десятилетия научного объяснения. University of Pittsburgh Press. п. 107. ISBN  978-0-8229-5926-7.
  10. ^ Стейн, А. (2012). Удивительный мир теории относительности: точное руководство для широкого читателя. Oxford University Press. п. 180. ISBN  978-0-19-969461-7.
  11. ^ Сартори, Л. (1976). Понимание теории относительности: упрощенный подход к теориям Эйнштейна. Калифорнийский университет Press. С. 79–83. ISBN  978-0-520-91624-1.
  12. ^ Hecht, E. (1987). Оптика (2-е изд.). Эддисон Уэсли. п. 62. ISBN  978-0-201-11609-0.
  13. ^ Зоммерфельд, А. (1907). «Возражение против теории относительности и ее снятие». Physikalische Zeitschrift. 8 (23): 841–842.
  14. ^ «Фаза, группа и скорость сигнала». MathPages. Получено 2007-04-30.
  15. ^ Wang, L.J .; Кузьмич, А .; Догариу, А. (2000). "Распространение сверхсветового света с усилением". Природа. 406 (6793): 277–279. Bibcode:2000Натурал 406..277Вт. Дои:10.1038/35018520. PMID  10917523.
  16. ^ Bowlan, P .; Valtna-Lukner, H .; Lõhmus, M .; Пиксарв, П .; Saari, P .; Требино, Р. (2009). «Измерение пространственно-временного электрического поля ультракоротких сверхсветовых импульсов Бесселя-Х». Новости оптики и фотоники. 20 (12): 42. Bibcode:2009ОптПН..20 ... 42 млн. Дои:10.1364 / OPN.20.12.000042. S2CID  122056218.
  17. ^ Бриллюэн, L (1960). Распространение волн и групповая скорость. Академическая пресса.
  18. ^ Withayachumnankul, W .; Fischer, B.M .; Ferguson, B .; Davis, B.R .; Эбботт, Д. (2010). "Системный взгляд на распространение сверхсветовых волн" (PDF). Труды IEEE. 98 (10): 1775–1786. Дои:10.1109 / JPROC.2010.2052910. S2CID  15100571.
  19. ^ Horváth, Z. L .; Vinkó, J .; Бор, Зс .; фон дер Линде, Д. (1996). «Ускорение фемтосекундных импульсов до сверхсветовых скоростей за счет фазового сдвига Гуи» (PDF). Прикладная физика B. 63 (5): 481–484. Bibcode:1996ApPhB..63..481H. Дои:10.1007 / BF01828944. S2CID  54757568.
  20. ^ «Публикация результатов BICEP2 2014». BICEP2. 17 марта 2014 г.. Получено 18 марта 2014.
  21. ^ Клавин, В. (17 марта 2014 г.). «Технологии НАСА рассматривают рождение Вселенной». Лаборатория реактивного движения. Получено 17 марта 2014.
  22. ^ Овербай, Д. (17 марта 2014 г.). "Обнаружение волн в космических опорах - ориентир теории Большого взрыва". Нью-Йорк Таймс. Получено 17 марта 2014.
  23. ^ Райт, Э. Л. (12 июня 2009 г.). "Учебник по космологии - Часть 2". Учебник по космологии Неда Райта. UCLA. Получено 2011-09-26.
  24. ^ Нейв, Р. «Инфляционный период». Гиперфизика. Получено 2011-09-26.
  25. ^ См. Последние два абзаца в Ротштейн, Д. (10 сентября 2003 г.). «Неужели Вселенная расширяется быстрее скорости света?». Спросите астронома.
  26. ^ а б Lineweaver, C .; Дэвис, Т. М. (март 2005 г.). «Заблуждения о Большом взрыве» (PDF). Scientific American. стр. 36–45. Получено 2008-11-06.
  27. ^ Дэвис, Т. М .; Лайнуивер, К. Х. (2004). «Расширяющееся замешательство: распространенные заблуждения о космологических горизонтах и ​​сверхсветовом расширении Вселенной». Публикации Астрономического общества Австралии. 21 (1): 97–109. arXiv:Astro-ph / 0310808. Bibcode:2004PASA ... 21 ... 97D. Дои:10.1071 / AS03040. S2CID  13068122.
  28. ^ Лоеб, А. (2002). «Долгосрочное будущее внегалактической астрономии». Физический обзор D. 65 (4): 047301. arXiv:Astro-ph / 0107568. Bibcode:2002ПхРвД..65д7301Л. Дои:10.1103 / PhysRevD.65.047301. S2CID  1791226.
  29. ^ Рис, М. Дж. (1966). «Появление релятивистски расширяющихся радиоисточников». Природа. 211 (5048): 468–470. Bibcode:1966Натура.211..468R. Дои:10.1038 / 211468a0. S2CID  41065207.
  30. ^ Блэндфорд, Р. Д.; McKee, C.F .; Рис, М. Дж. (1977). «Сверхсветовое расширение внегалактических радиоисточников». Природа. 267 (5608): 211–216. Bibcode:1977Натура.267..211Б. Дои:10.1038 / 267211a0. S2CID  4260167.
  31. ^ Грозин, А. (2007). Лекции по КЭД и КХД. Всемирный научный. п.89. ISBN  978-981-256-914-1.
  32. ^ Zhang, S .; Chen, J. F .; Liu, C .; Лой, М. М. Т .; Вонг, Г. К. Л .; Ду, С. (2011). «Оптический предшественник одиночного фотона» (PDF). Письма с физическими проверками. 106 (24): 243602. Bibcode:2011PhRvL.106x3602Z. Дои:10.1103 / PhysRevLett.106.243602. PMID  21770570.
  33. ^ Каре, Дж. (2012). Математическая теория информации (Иллюстрированный ред.). Springer Science & Business Media. п. 425. ISBN  978-1-4615-0975-2.
  34. ^ Стейнберг, А. М. (1994). Когда свет может идти быстрее света? (Тезис). Калифорнийский университет в Беркли. п. 100. Bibcode:1994ФДТ ....... 314С.
  35. ^ Chubb, J .; Эскандарян, А .; Харизанов, В. (2016). Логические и алгебраические структуры в квантовых вычислениях (Иллюстрированный ред.). Издательство Кембриджского университета. п. 61. ISBN  978-1-107-03339-9.
  36. ^ Ehlers, J .; Леммерцаль, К. (2006). Специальная теория относительности: переживет ли она следующий 101 год? (Иллюстрированный ред.). Springer. п. 506. ISBN  978-3-540-34523-7.
  37. ^ Martinez, J.C .; Полатдемир, Э. (2006). «Происхождение эффекта Хартмана». Письма о физике A. 351 (1–2): 31–36. Bibcode:2006ФЛА..351 ... 31М. Дои:10.1016 / j.physleta.2005.10.076.
  38. ^ Хартман, Т. Э. (1962). «Туннелирование волнового пакета». Журнал прикладной физики. 33 (12): 3427–3433. Bibcode:1962JAP .... 33.3427H. Дои:10.1063/1.1702424.
  39. ^ а б c Нимц, Гюнтер; Штальхофен, Альфонс (2007). «Макроскопическое нарушение специальной теории относительности». arXiv:0708.0681 [Quant-ph ].
  40. ^ Победоносный, Х. Г. (2006). «Время туннелирования, эффект Хартмана и сверхсветимость: предлагаемое решение старого парадокса». Отчеты по физике. 436 (1–2): 1–69. Bibcode:2006PhR ... 436 .... 1Вт. Дои:10.1016 / j.physrep.2006.09.002.
  41. ^ Суарес, А. (26 февраля 2015 г.). "История". Центр квантовой философии. Получено 2017-06-07.
  42. ^ Salart, D .; Baas, A .; Branciard, C .; Гисин, Н .; Збинден, Х. (2008). «Тестирование жуткого действия на расстоянии». Природа. 454 (7206): 861–864. arXiv:0808.3316. Bibcode:2008Натура.454..861S. Дои:10.1038 / природа07121. PMID  18704081. S2CID  4401216.
  43. ^ Ким, Юн-Хо; Ю, Ронг; Кулик, Сергей П .; Ши, Яньхуа; Скалли, Марлан О. (2000). «Отложенный» выбор «Квантовый ластик». Письма с физическими проверками. 84 (1): 1–5. arXiv:Quant-ph / 9903047. Bibcode:2000ПхРвЛ..84 .... 1К. Дои:10.1103 / PhysRevLett.84.1. PMID  11015820. S2CID  5099293.
  44. ^ Hillmer, R .; Квят, П. (16 апреля 2017 г.). «Эксперименты с отложенным выбором». Scientific American.
  45. ^ Мотль, Л. (ноябрь 2010 г.). «Квантовый ластик с отложенным выбором». Система отсчета.
  46. ^ Эйнштейн, А. (1927). Относительность: специальная и общая теория. Methuen & Co., стр. 25–27.
  47. ^ Оденвальд, С. «Если бы мы могли путешествовать быстрее света, могли бы мы вернуться во времени?». НАСА Astronomy Café. Получено 7 апреля 2014.
  48. ^ Готт, Дж. Р. (2002). Путешествие во времени во Вселенной Эйнштейна. Книги Моряка. С. 82–83. ISBN  978-0618257355.
  49. ^ Петков, В. (2009). Относительность и природа пространства-времени. Springer Science & Business Media. п. 219. ISBN  978-3642019623.
  50. ^ Рейн, Д. Дж .; Томас, Э. Г. (2001). Введение в науку космологию. CRC Press. п. 94. ISBN  978-0750304054.
  51. ^ З.Я. Ван (2018). «О фотонах быстрее света в дважды положительных материалах». Плазмоника. 13 (6): 2273–2276. Дои:10.1007 / s11468-018-0749-8. S2CID  125787280.
  52. ^ «Что такое« энергия нулевой точки »(или« энергия вакуума ») в квантовой физике? Действительно ли мы могли бы использовать эту энергию?». Scientific American. 1997-08-18. Получено 2009-05-27.
  53. ^ Шарнхорст, Клаус (12 мая 1990 г.). «Секрет вакуума: более быстрый свет». Получено 2009-05-27.
  54. ^ Виссер, Мэтт; Либерати, Стефано; Сонего, Себастьяно (2002). «Сигналы быстрее c, специальная теория относительности и причинность». Анналы физики. 298 (1): 167–185. arXiv:gr-qc / 0107091. Bibcode:2002AnPhy.298..167L. Дои:10.1006 / aphy.2002.6233. S2CID  48166.
  55. ^ Fearn, Хайди (2007). «Могут ли световые сигналы двигаться быстрее, чем c в нетривиальном вакууме в плоском пространстве-времени? Релятивистская причинность II ». Лазерная физика. 17 (5): 695–699. arXiv:0706.0553. Bibcode:2007LaPhy..17..695F. Дои:10.1134 / S1054660X07050155. S2CID  61962.
  56. ^ Нимц, Г. (2001). «Сверхсветовые туннельные устройства». Физика общения. С. 339–355. arXiv:физика / 0204043. Дои:10.1142/9789812704634_0019. ISBN  978-981-238-449-2. S2CID  14020467. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  57. ^ а б Победоносный, Герберт Г. (18 сентября 2007 г.). "Комментарий к" Макроскопическому нарушению специальной теории относительности "Нимца и Штальхофена". arXiv:0709.2736 [Quant-ph ].
  58. ^ Хеллинг, Р. (20 сентября 2005 г.). «Быстрее света или нет». atdotde.blogspot.ca.
  59. ^ Андерсон, Марк (18–24 августа 2007 г.). «Кажется, что свет нарушает собственный предел скорости». Новый ученый. 195 (2617). п. 10.
  60. ^ а б Победоносный, Герберт Г. (декабрь 2006 г.). «Время туннелирования, эффект Хартмана и сверхсветимость: предлагаемое решение старого парадокса» (PDF). Отчеты по физике. 436 (1–2): 1–69. Bibcode:2006PhR ... 436 .... 1Вт. Дои:10.1016 / j.physrep.2006.09.002. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-12-18. Получено 2010-06-08.
  61. ^ а б Краткое изложение объяснения Герберта Г. Винфула явного сверхсветового туннельного времени, которое не связано с изменением формы, см. Победоносный, Герберт (2007). «Новая парадигма разрешает старый парадокс туннелирования быстрее скорости света». Отдел новостей SPIE. Дои:10.1117/2.1200711.0927.
  62. ^ Ряд статей приведен на Литература по экспериментам по туннелированию со сверхсветовой скоростью
  63. ^ Eckle, P .; Pfeiffer, A.N .; Cirelli, C .; Staudte, A .; Dorner, R .; Muller, H.G .; Buttiker, M .; Келлер, У. (5 декабря 2008 г.). «Измерение времени аттосекундной ионизации и туннельной задержки в гелии». Наука. 322 (5907): 1525–1529. Bibcode:2008Научный ... 322.1525E. Дои:10.1126 / science.1163439. PMID  19056981. S2CID  206515239.
  64. ^ Соколовский Д. (8 февраля 2004 г.). «Почему теория относительности позволяет квантовому туннелированию« мгновенно »?». Труды Королевского общества А. 460 (2042): 499–506. Bibcode:2004RSPSA.460..499S. Дои:10.1098 / rspa.2003.1222. S2CID  122620657.
  65. ^ Амелино-Камелия, Джованни (1 ноября 2009 г.). «Двойная специальная теория относительности: факты, мифы и некоторые ключевые открытые проблемы». Последние достижения теоретической физики. Статистическая наука и междисциплинарные исследования. 9. С. 123–170. arXiv:1003.3942. Дои:10.1142/9789814287333_0006. ISBN  978-981-4287-32-6. S2CID  118855372.
  66. ^ Амелино-Камелия, Джованни (1 июля 2002 г.). «Двойная специальная теория относительности». Природа. 418 (6893): 34–35. arXiv:gr-qc / 0207049. Bibcode:2002Натура 418 ... 34А. Дои:10.1038 / 418034a. PMID  12097897. S2CID  16844423.
  67. ^ Чанг, Дональд С. (22 марта 2017 г.). «Есть ли во Вселенной система покоя? Предлагаемый экспериментальный тест, основанный на точном измерении массы частицы». Европейский физический журнал плюс. 132 (3). Дои:10.1140 / epjp / i2017-11402-4.
  68. ^ Lineweaver, Charles H .; Дэвис, Тамара М. (март 2005 г.). «Заблуждения о Большом взрыве». Scientific American.
  69. ^ Алькубьерре, Мигель (1 мая 1994 г.). «Варп-двигатель: сверхбыстрое путешествие в рамках общей теории относительности». Классическая и квантовая гравитация. 11 (5): L73 – L77. arXiv:gr-qc / 0009013. Bibcode:1994CQGra..11L..73A. CiteSeerX  10.1.1.338.8690. Дои:10.1088/0264-9381/11/5/001. S2CID  4797900.
  70. ^ Путешествовать быстрее скорости света: новая идея, которая может воплотить ее в жизнь Newswise, получено 24 августа 2008 г.
  71. ^ Хайм, Буркхард (1977). "Vorschlag eines Weges einer einheitlichen Beschreibung der Elementarteilchen [Рекомендация пути к единому описанию элементарных частиц]". Zeitschrift für Naturforschung. 32а (3–4): 233–243. Bibcode:1977ZNatA..32..233H. Дои:10.1515 / зна-1977-3-404.
  72. ^ Колладей, Дон; Костелецкий, В. Алан (1997). «Нарушение ЕКПП и стандартная модель». Физический обзор D. 55 (11): 6760–6774. arXiv:hep-ph / 9703464. Bibcode:1997ПхРвД..55.6760С. Дои:10.1103 / PhysRevD.55.6760. S2CID  7651433.
  73. ^ Колладей, Дон; Костелецкий, В. Алан (1998). «Лоренц-инвариантное расширение стандартной модели». Физический обзор D. 58 (11): 116002. arXiv:hep-ph / 9809521. Bibcode:1998ПхРвД..58к6002С. Дои:10.1103 / PhysRevD.58.116002. S2CID  4013391.
  74. ^ Костелецкий, В. Алан (2004). «Гравитация, нарушение Лоренца и стандартная модель». Физический обзор D. 69 (10): 105009. arXiv:hep-th / 0312310. Bibcode:2004ПхРвД..69дж5009К. Дои:10.1103 / PhysRevD.69.105009. S2CID  55185765.
  75. ^ Гонсалес-Местрес, Луис (2009). «Результаты AUGER-HiRes и модели нарушения лоренцевой симметрии». Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 190: 191–197. arXiv:0902.0994. Bibcode:2009НуФС.190..191Г. Дои:10.1016 / j.nuclphysbps.2009.03.088. S2CID  14848782.
  76. ^ а б Костелецкий, В. Алан; Рассел, Нил (2011). «Таблицы данных для нарушения Лоренца и CPT». Обзоры современной физики. 83 (1): 11–31. arXiv:0801.0287. Bibcode:2011RvMP ... 83 ... 11K. Дои:10.1103 / RevModPhys.83.11. S2CID  3236027.
  77. ^ Костелецкий, В. А .; Самуэль, С. (15 января 1989 г.). «Самопроизвольное нарушение лоренцевой симметрии в теории струн» (PDF). Физический обзор D. 39 (2): 683–685. Bibcode:1989ПхРвД..39..683К. Дои:10.1103 / PhysRevD.39.683. HDL:2022/18649. PMID  9959689.
  78. ^ "PhysicsWeb - нарушение лоренцевой симметрии". PhysicsWeb. 2004-04-05. Архивировано из оригинал на 2004-04-05. Получено 2011-09-26.
  79. ^ Мавроматос, Ник Э. (15 августа 2002 г.). «Тестирование моделей квантовой гравитации». ЦЕРН Курьер.
  80. ^ Прощай, Деннис; Интерпретация космических лучей, The New York Times, 31 декабря 2002 г.
  81. ^ Воловик, Г. Э. (2003). «Вселенная в капле гелия». Международная серия монографий по физике. 117: 1–507.
  82. ^ Злощастиев, Константин Г. (2011). «Спонтанное нарушение симметрии и генерация массы как встроенные явления в логарифмической нелинейной квантовой теории». Acta Physica Полоника B. 42 (2): 261–292. arXiv:0912.4139. Bibcode:2011AcPPB..42..261Z. Дои:10.5506 / APhysPolB.42.261. S2CID  118152708.
  83. ^ Авдеенков, Александр В .; Злощастиев, Константин Г. (2011). «Квантовые бозе-жидкости с логарифмической нелинейностью: самоподдерживаемость и возникновение пространственной протяженности». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика. 44 (19): 195303. arXiv:1108.0847. Bibcode:2011JPhB ... 44s5303A. Дои:10.1088/0953-4075/44/19/195303. S2CID  119248001.
  84. ^ Злощастиев, Константин Г .; Chakrabarti, Sandip K .; Жук, Александр I .; Бисноватый-Коган, Геннадий С. (2010). «Логарифмическая нелинейность в теориях квантовой гравитации: происхождение времени и наблюдательные последствия». Серия конференций Американского института физики. Материалы конференции AIP. 1206: 288–297. arXiv:0906.4282. Bibcode:2010AIPC.1206..112Z. Дои:10.1063/1.3292518.
  85. ^ Злощастиев, Константин Г. (2011). «Вакуумный эффект Черенкова в логарифмической нелинейной квантовой теории». Письма о физике A. 375 (24): 2305–2308. arXiv:1003.0657. Bibcode:2011ФЛА..375.2305З. Дои:10.1016 / j.physleta.2011.05.012. S2CID  118152360.
  86. ^ Adamson, P .; Andreopoulos, C .; Оружие, К .; Armstrong, R .; Auty, D .; Аввакумов, С .; Ayres, D .; Баллер, Б .; и другие. (2007). «Измерение скорости нейтрино с помощью детекторов MINOS и нейтринного пучка NuMI». Физический обзор D. 76 (7): 072005. arXiv:0706.0437. Bibcode:2007ПхРвД..76г2005А. Дои:10.1103 / PhysRevD.76.072005. S2CID  14358300.
  87. ^ Прощай, Деннис (22 сентября 2011 г.). «Крошечные нейтрино могли нарушить космический предел скорости». Нью-Йорк Таймс. Эта группа обнаружила, хотя и с меньшей точностью, что скорости нейтрино соответствовали скорости света.
  88. ^ «MINOS сообщает о новом измерении скорости нейтрино». Фермилаб сегодня. 8 июня 2012 г.. Получено 8 июня, 2012.
  89. ^ Adam, T .; и другие. (OPERA Сотрудничество ) (22 сентября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». arXiv:1109.4897v1 [hep-ex ].
  90. ^ Чо, Адриан; Согласно одному эксперименту, нейтрино перемещаются быстрее света, Science NOW, 22 сентября 2011 г.
  91. ^ Прощай, Деннис (18 ноября 2011 г.). «Ученые сообщают о втором обнаружении нейтрино со скоростью быстрее света». Нью-Йорк Таймс. Получено 2011-11-18.
  92. ^ Adam, T .; и другие. (OPERA Сотрудничество ) (17 ноября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». arXiv:1109.4897v2 [hep-ex ].
  93. ^ Reuters: исследование отвергает обнаружение частиц "быстрее света"
  94. ^ Антонелло, М .; и другие. (ICARUS Сотрудничество ) (15 марта 2012 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором ICARUS на пучке АГНКС». Письма по физике B. 713 (1): 17–22. arXiv:1203.3433. Bibcode:2012ФЛБ..713 ... 17А. Дои:10.1016 / j.physletb.2012.05.033. S2CID  55397067.
  95. ^ Страсслер, М. (2012) "ОПЕРА: Что пошло не так" profmattstrassler.com
  96. ^ Рэндалл, Лиза; Искаженные проходы: разгадывая тайны скрытых измерений Вселенной, п. 286: «Люди первоначально думали о тахионах как о частицах, движущихся со скоростью, превышающей скорость света ... Но теперь мы знаем, что тахион указывает на нестабильность в теории, которая его содержит. К сожалению для фанаты научной фантастики, тахионы не являются реальными физическими частицами, которые появляются в природе ».
  97. ^ Гейтс, С. Джеймс (2000-09-07). "Теория суперструн: ДНК реальности". Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  98. ^ Chodos, A .; Hauser, A.I .; Алан Костелецкий, В. (1985). «Нейтрино как тахион». Письма по физике B. 150 (6): 431–435. Bibcode:1985ФЛБ..150..431С. Дои:10.1016/0370-2693(85)90460-5.
  99. ^ Чодос, Алан; Костелецкий, В. Алан; IUHET 280 (1994). «Испытания ядерного нуля космических нейтрино». Письма по физике B. 336 (3–4): 295–302. arXiv:hep-ph / 9409404. Bibcode:1994ФЛБ..336..295С. Дои:10.1016/0370-2693(94)90535-5. S2CID  16496246.
  100. ^ Chodos, A .; Костелецкий, В. А .; Potting, R .; Гейтс, Эвелин (1992). «Нулевые эксперименты для масс нейтрино». Буквы A по современной физике. 7 (6): 467–476. Bibcode:1992MPLA .... 7..467C. Дои:10.1142 / S0217732392000422.
  101. ^ Чанг, Цао (2002). «Нарушение паритета и нейтринная масса». Ядерная наука и методы. 13: 129–133. arXiv:hep-ph / 0208239. Bibcode:2002hep.ph .... 8239C.
  102. ^ Hughes, R.J .; Стивенсон, Дж. Дж. (1990). «Против тахионных нейтрино». Письма по физике B. 244 (1): 95–100. Bibcode:1990ФЛБ..244 ... 95Н. Дои:10.1016 / 0370-2693 (90) 90275-Б.
  103. ^ Ван, З.Я. (2016). «Современная теория электромагнитных метаматериалов». Плазмоника. 11 (2): 503–508. Дои:10.1007 / s11468-015-0071-7. S2CID  122346519.
  104. ^ Веселаго, В. Г. (1968). «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями диэлектрической проницаемости и проницаемости». Успехи советской физики.. 10 (4): 509–514. Bibcode:1968СвФУ..10..509В. Дои:10.1070 / PU1968v010n04ABEH003699.
  105. ^ Гимон, Эрик Дж .; Горжава, Петр (2004). «Чрезмерно вращающиеся черные дыры, голография Гёделя и гипертрубка». arXiv:hep-th / 0405019.

Рекомендации

внешняя ссылка