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宇宙物理学コミュのエネルギー保存則の否定が証明された

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光より速い物質が存在することは、相対論の間違いと結論するべきではない。むしろ物質の質量は変動すると理解すべきではないか?

物質の質量が変動すれば、速度も変動し、従って見かけの上では光より速く見えても不思議ではない。つまり質量が変動し、質量がゼロになれば光速を超えても相対論と矛盾しない。

物質の質量が変動すると言うことは、エネルギー保存則の否定だ。質量とはエネルギーに他ならないからだ。

微小な質量では、エネルギー保存則は否定される事が今回の実験で証明されたという事だ。
___________
http://mainichi.jp/select/wadai/news/20110924k0000m040079000c.html?toprank=onehour

物理:光より速いニュートリノ? 相対性理論覆す発見か

ニュートリノを飛ばす実験
 【ジュネーブ伊藤智永】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で人工的に作ったニュートリノ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飛ばしたところ、2.43ミリ秒後に到着し、光速より60ナノ秒(1億分の6秒、ナノは10億分の1)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。

 ニュートリノは、物質の最小単位である素粒子の一種。1930年に存在が予言され、56年に確認された。あらゆる物質をすり抜けてしまうため観測が難しく、解明のための研究が進んでいる。

 CERNは世界最大の加速器を備え、宇宙誕生の瞬間を人工的に作り出すことを通じて、物質と出合うと消滅する「反物質」の観測、物質の重さや真空などの原理的解明を目指す国際的な研究機関。

毎日新聞 2011年9月23日 21時32分(最終更新 9月23日 23時31分)
_____________

コメント(229)

> 188
> 実際の実験では光を発射していると思うのですが、どうなんでしょうか?

論文に書いてあります。

> Abstract
> An early arrival time of CNGS muon neutrinos with respect to the one computed assuming the speed of light in vacuum of (60.7 ± 6.9 (stat.) ± 7.4 (sys.)) ns was measured.
> 小阪淳さん

実験の詳細が判らないのが難点なんです。ニュートリノだけ発射し、光の理論値と比べるとなると厳密さに欠けると思います。実験では真空の光の速度を越えてしまいましたのでおっしゃるとおり問題です。
> 誠福丸さん

いまある施設でしか実験はできません。現在、宇宙空間で施設を建設し実験をするのは不可能です。あと空気中の光の速度は、うろ覚えですが一気圧で0度だったと思います。
> 誠福丸さん

誹謗、中傷したいなら今後は無視いたします。最低限のマナーは守って下さい。私の発言が気にいらないなら無視いただいてけっこうです。やれやれ…
>195
マイケルソンモーリーの実験はご存知でしょうか?
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%B1%E3%83%AB%E3%82%BD%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%AE%9F%E9%A8%93
>Cn−C=7.3〜7.5km/sになる。
違うくない?
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2830135/7817623
>ニュートリノの速度は毎秒30万6 キロで、光速より毎秒6キロ速いことになる。
>199
落ち着いて。

>MTOさんの忠告を忘れたのか?
TMOさんとはちゃんと話ついてますけど?

>小学校5年生のレベルだぜ?
間違ってましたね。
> 誠福丸さん

誹謗、中傷した時点で議論はしません。なお自身を正当化するなら謝罪をもとめます。

議論終了ですね。
丸く収まって、
よかったよかった。
199のような発言は恥ずかしいと思います。
自分が頭に来た言葉をかけたと分かったら、謝罪すべきです。
議論になりません。
以後言いたいことがあればメッセージでお受付しています。
コミュを汚すまでもない。
なんだかもめてますが...。

おそらく大事なのは
空気中の光速度や通過時間ではなく
2点間の距離なので、
どんな方法で求めているかは知りませんが
管の中に光を飛ばして2点間の距離を
測るのは、大変かもしれません。

>205
今回の実験では距離よりも、時間の方だと思います。
> 小阪淳さん

距離測定について光学測定と記事にありましたがさっぱり判りません。結局憶測してもしかたないかもしれませんね
kinjiさんへ
205でかいた「経過時間」というのは
「空気中の光」がスタートからゴールまでかかる経過時間です。
これはあまり意味がないと思います。
>209
小阪さんのご意見は分かったつもりです。
しかし、今回の件は詳細についてわからない以上(オーダーや誤差について読み取ることの出来ない知識の方にとって)あまり躍起になって騒いでも仕方のないことだと思います。有識者の多いコミュをのぞいても、それはハッキリとしています。
kinjiさんへ

私個人はとても勉強になりました。
それぞれの方が何か得るものがあれば
それでいいのではと思います。
>それぞれの方が何か得るものがあれば
それでいいのではと思います。
そう思います。
できれば、その中で、持論と違う方のご意見にも耳を傾けるだけの度量があれば、尚可。
誹謗中傷のない範囲では全く同意見です。
> 205 小阪淳さん

2点間の距離はGPSを使い730kmあまりに対して、誤差20cmの精度で求められています。
この2点間に実際にトンネルを掘り光を飛ばすことは、最新の土木技術をもってしてもおそらく不可能でしょう。
kazuさんへ。
情報ありがとうございます。
その精度だと問題なさそうですね。
132の原論文を要約すると、

「ニュートリノがCERNからOPERAまで飛んでくるまでの時間をストップウォッチで計る実験
 をしました。」
「ストップウォッチは、100円ショップで売っているものではありません。
 セシウム原子時計です。」
「ストップウォッチの操作は、人間が手でボタンを押すのではありません。
 もっと公正なGPSの人工衛星さんにやってもらっています。」
 (;多少意訳しているが、本質的にはこう捉えてもいい。)
「CERN(スイス)からOPERA(イタリア)までの距離は誰かが以前GPSで測定していて、
 731278.0±0.2m です。」
「ニュートリノが飛んでくるまでの時間から同じ距離の真空中を光が進む時間を差し引くと、
 1048.5ナノ秒 ニュートリノの時間のほうが短いです。」
 (;本文中から見つけられなかったが、「同じ距離の真空中を光が進む時間」は
  距離と光速cから計算して2.4ミリ秒くらいになる。)
「実は使っている装置に少しずつ時間のずれがって、1048.5ナノ秒のうち987.8ナノ秒 は
実験装置の時間がずれているだけのことです。」
「でも、てことは残りの60.7ナノ秒 は、ニュートリノのほうが光よりはやい
 てことでいいんだよな?」
「ちなみに、使った装置の誤差は装置全部を合わせても7.4ナノ秒 だけ
 → だからその誤差がどう転んだって『ニュートリノのほうが光よりはやい』
  という結論は覆りません。」

という感じになった。
> TMOさん

2つの施設のセシウム原子時計の時刻があっていないということでしょうか?

参考になりそうな資料を検索してみました。

http://www.google.com/gwt/x?dc=gphotos&q=%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%AA%E3%83%8E+%E3%82%BB%E3%82%B7%E3%82%A6%E3%83%A0%E5%8E%9F%E5%AD%90%E6%99%82%E8%A8%88&hl=ja&ei=XNOFTvj4HoHMlAWZRA&ved=0CBcQFjAG&output=xhtml1_0&source=m&rd=1&u=http://journal.mycom.co.jp/articles/2011/09/25/neutrino/index.html
>215 216

2つの時計を使ってるんでしょうか、それとも1つの時計で2箇所測ってるんでしょうか?




>誠福丸さん@150
> ニュートリノは重力レンズの影響すら受けないかもしれないから
>空間のわずかなシワをショートカット
>(別の言い方をすれば細かくワープ)しながら飛んでいるだけで、
>実際の速度は亜光速だという考え方も、ありだと思います。

この考えは興味があります。
地球上で測定するからには、光は重力の影響を受けたラインを最短として通る。
一方でニュートリノは重力の影響すら受けない(仮定)ので、直線ラインを通ることができる。

この考えならニュートリノは亜高速であっても光よりも先に到達できますね。

しかもSN 1987Aの観測結果である光とニュートリノが同時に到着したこととも矛盾しません。あれは重力がほとんど影響しない空間を通っているので、光とニュートリノは同じ軌跡をたどるからです。
> HOTさん

たぶん施設にある時計をGPSで合わせますが、より正確な原子時計で補正するということではないでしょうか?

すみません間違いかもしれません。ご了承下さい。
>218
補正をした上で二点間の距離を観測した、と記事を見たとき思ったので驚いたのです。
このような場合ですと、アト秒単位まで計算するのが通例ですから。
信号を受けて処理をするのに何アト(ナノ)秒であるのかまで何度も確かめた上で納品するのです。
配線は長くたって問題はありません。100mでもいいんです。
でもその代わり精度が落ちるから実験回数が指数的に増えることになります。
ですから、その機器を使った場合の誤差は計算済みでなければ世界に配信できません。
(納入会社は潰れるか、著しい責任問題を問われます)

ですけれど、観測機械及び計算の間違いは当然このことは疑ってかかるべき事です。
追試は違う環境で行われることでしょう。
私の仕事は計算機なのですけれど、しょっちゅう間違えてはお客さんに怒られていますから
何度でも行って頂きたいことです。

あとはモデルの問題なのでしょうけれど、南部・益川両先生の理論を補強する様に思えるのです。
物理は素人ですからモデルなんか作れないのですけれど、単なる直感ではそんな「気」がします。
到着したときの質量も計ろうということは考えは皆さん持ってらっしゃると考えています。
蒸散しているのであれば「分からない」ものではなく単位が増える様な気がします。
やっぱり光より早く、かつ蒸散している可能性のあるモデルの議論を期待しております。
次元が増えて困ることは無い様思うのですけれど。
> 219, 221
実際はCERNとLNGSで異なる2つのセシウム原子時計を用いているが、
今測定しているのは「時刻」ではなく「時間」であり、相対的な量である。
;「時刻」だと測定値が2つ、「時間」だと測定値は1つ
ゆえに、2つのセシウム原子時計をうまく同期させられれば、
『1つの時計で1つの「時間」を測定した』
のと等価ということになる。
;このあたりの解釈がうまくできるかどうかが、高等物理のセンス

その同期の点でGPSの人工衛星を用いているが、
生シグナルをそのまま使っていたのでは誤差が大きい
(衛星軌道−地上間の大気の揺らぎの影響など)ため、うまく補正しています、
その結果が精密なことは、ドイツの何かの機関も認めていますよ、
みたいな話らしい。
>陽子ビームとOPERAでの検出時間のずれに関しては、ビームパルスの平らな部分はずれの確定には貢献しておらず、時間比較は立上がりと立下りの部分だけに依存しており精度に欠けるという指摘があった。また、陽子ビームの総量を測っているBCT波形と、広がりのあるニュートリノビームの中でOPERAで検出されたごく一部のニュートリノの立上がりと立下りの部分の波形のタイミングずれが同じと考えて良いのかという指摘もあった。

コレについては、スグに現地で対応出来る物なのでしょうか?
追試で他機関で対応できても、CERNでの結果が残ってしまうと、また有耶無耶に成ってしまうような気がいたしました。
CERN-OPERA実験について、時計の同期を疑う論文が出ています。

The OPERA neutrino velocity result and the synchronisation of clocks
http://xxx.lanl.gov/abs/1109.6160

The CERN-OPERA experiment claims to have measured a one-way speed of neutrinos that is apparently faster than the speed of light c. One-way speed measurements such as these inevitably require a convention for the synchronisation of clocks in non-inertial frames since the Earth is rotating. We argue that the effect of the synchronisation convention is not properly taken into account in the OPERA analysis and may well invalidate their interpretation of superluminal neutrino velocity.
>225
反応早いですね。詳細についての他の科学者の反応が気になります。
>誠福丸さん@150
> ニュートリノは重力レンズの影響すら受けないかもしれないから

すみません、バカな質問かも知れないですが。

ニュートリノって重力の影響を受けるか受けないかって、まだ判明してないんですかね?
受けるならば地球重力によってちょっとだけ下に曲がって到達すると思うんですが、
その曲がり分を検出できてないのかなぁと思ったりしました。

あと一般相対論についてちょっと基本的な質問で恐縮ですが、
曲がった空間のショートカットについて、
これって外部からの相互作用による加速を利用すれば、
曲がった空間に沿って進む光よりも目標地点に早く到達できるとか無いんですかね?
(今回はニュートリノなので、地中からの相互作用とかはほとんど無さそうですが)
> kazu さん
よくチェックしてますね。ありがとうございます。

これは簡単には読めない。orz あえて2行で要約すると、
「Sagnac effect(サニャック効果;回転座標系に生じる相対論的な時間の遅れ)が
 考慮されていないから、正確じゃないだろ」
てことでいいのかな?
本文の中ほどには
「Sagnac effectの寄与は逆方向に〜4ns程度のみ」
と書かれているようにも読めるのですが…。
> 誠福丸さん

距離のみの問題に限ると次のことになります。現在の測地系では地球上のどの地点も絶対座標で記述でき、理論上その精度はサブミリ以下の誤差しかありません。測量による実用誤差も絶対座標値でミリ程度に出来るとされている筈です。射出及び観測の場所が点と見なせる限り距離に関する問題はないと思われます。
二点を例えば世界測地系の絶対座標値で表せば直線距離はおのずと計算できるのです。
距離に関する問題がある程にお粗末な取り扱いがあったとは思われません。

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