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如何把电子加速超过光速?

已有 708 次阅读 2020-5-5 22:15 |个人分类:超光速|系统分类:科研笔记| 电子加速器, 相对论, 跨音速, 质能定律

     高能加速器已经达到0.99999999倍光速,由于质能定律加入能量仅仅增加质量,还是超不过光速。按照索末菲尔德的看法,在超过光速后物质运动规律显示双曲态,此时减小能量反而加速,按照此规律规律对现有加速器的运行调控模式及测量方式进行改造,探讨电子达到光速时有可能进入光速区时遵循双曲性运动规律的特点来设计电子加速器的特殊加速区, 并利用可压缩介质力学方程类似的唯像理论来改进电子和电子噪声的测量,建立超光速电子的新判断标准,而捕捉超光速电子存在,以便为揭示物质和能量的深层规律开辟一条新的道路.

加速器的电子越接近光速能量就越大,按照质能定律,m=m0/sqrt(1-b^2), b=v/C这里m代表运动时电子的质量,m0代表静止时电子的质量V是运动速度,C是光速。式子改写一下就是(m0/m)^2+b^2=1。 这也可以看成是个椭圆形的关系,很多科学工作者如索末菲尔德、秦元勋,以及曹盛林等都认为在b增大超过1以后,根据对称性实际关系变为双曲型的关系:-(m0/m)^2+b ^2=1,那么显然在b^2=1的过渡阶段就是个抛物型的关系。

      其实我们这里用一些表征的二次代数的型来讨论故意把复杂问题简单化,他实际代表的物理场的二阶微分方程系数矩阵的性质,这里为了照顾读者的认知能力,我们故意把二阶偏微分的系数阵的性质引导到二次函数的系数阵的性质来讨论,他们还真是有点共同点的。

         这样的延拓实际就是个量变到质变的过程,在自然界屡见不鲜,比如共振的响应,可压缩流体在缩口管道的流动都是这样,在喷管的喉道里面的亚音速流动无论怎样加压和缩小通道截面,能量也会近似按照1/sqrt(1-b^2)的关系无限增大,但是拉瓦尔在这个双曲规律的区域采取反向变化,不缩管反而扩大面积,不增加密度反而减小密度,速度反而增加,这和索末菲尔德、秦元勋,以及曹盛林等的描述极为相似。

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所以我们考虑在真空中的电子在加速到光速以后加速器增加低Q值的一段运行,此时不仅不再增加能量,而是根据他后面的变化是个双曲型的特点,反而减小能量,以求得到物质运动规律新的踪迹。这个做法在国际上也是独创。

该探索也有理论支撑,最早来源于洛伦兹对迈克耳孙莫雷实验的解释,他说波动方程运动方向系数由于介质尺缩所以要乘1-​b ^2的系数,尽管他当时认识的是钢板一样的弹性固体,这个解释显然是错的,于是洛伦兹的钢板由于运动发生尺缩的理论铩羽而亡。

于是爱因斯坦出来说,假设介质就没有必要,干脆由几条假设说明时空关系是不变的得了,这样也能推出一样的效果,于是真空光速不可超越就成了神圣不可侵犯的法则。

但是洛伦兹死了很多年以后人们发现,洛伦兹给出的方程并不是完全站不住脚的,洛伦兹给出方程如果不是固体的而是流体的就还能说得通,相对运动情况下真空中波动的无量纲方程和小扰动下的声学方程是一模一样的,很多学者只看到电磁波速和声波速绝对值相差好多量级,不知道无量纲化以后方程居然完全相等。所以很难想到这后面的含义:居然是从理论上介质相对静止的流体力学(不可压缩)方程可以推出电动力学相似的四个方程。但是还是有一些人钻牛角尖把这些关系推导了出来。于是极慢速的不可压缩流体力学和电动力学等价了。3.png

对于相对运动速度高的情况,流体力学和电动力学都采用尺缩变换,把介质或者坐标静止的运动形态变成相对运动速度不等于零的形态,不过两个学科叫的名字不一样,电动力学里面叫相对论尺缩的洛伦兹变换,而流体力学里面叫做可压缩尺缩的普朗特变换,至今还在风洞试验里面使用者。但是电动力学还有一个时间延长的变换项,由于对此关系验证很难验证,所以电动力学里面把时间延长的变换项还用着,有效没有效果谁也说不清楚,于是至今还在为这些祥谬争论着,流体力学原来也有夏皮略这样的大教授在书里写着,这个关系也可以用,但是一来实际上不存在,二来把这看成近似的一种算法也很别扭,所以三十年代以后夏皮略写书就不赶这个时髦了,彻底把也带有时间延长的变换方法从空气动力学的实际工程领域踢了出去,删了这一段教科书内容。但是对此关心的还是大有人在,甚至还有些人做了证明,也可以在相对运动速度比较小的情况下近似把方程的非线性形态变化用度规不变性表达出来。有的人把这种新的不变性更简化了一步,几乎是线性化了,曹盛林教授发现小于光速那部分居然和广义相对论的闵可夫斯基时空一样,大于光速那一部分为和1-b^2对称的b^2-1,他发现这个关系居然和天文台测量到的宇宙间的星系膨胀的曲线能吻合,还发现原来国外也早有这种说法,新的关系不妨也叫时空,起个名字叫做芬斯特时空。2000年以后突破相对论的时空论就更多了,这里难于都列举出来了。

国际国内这方面已经有了研究结果。我们的探索就是利用这些国际国内的研究结果进行超光速电子加速器的设计。裴元吉教授按照新理念设计的加速器就是到了光速时减小能量:

电子达到近光速时减能量设计本身十分困难,这里仅是一个开始的探索,后面那个减速管其实不是减速管,是减能量管,但是减能量和减速在加速器里面方法是一样的,故也叫减速管。调制也和传统不一样,不求束流均匀,统一,防止滑相,现在是反其道而行之,希望有一部分相位超前脱颖而出。


最后产生的超高速粒子检测也不能够常规办法进行,也不一定非要检测粒子不可,测太阳的化学成分看似不可能,但用光谱的办法却轻轻松松。如今测量超光速粒子,能不能也用它发射的光子谱,或者无线电噪声谱?要利用他在双曲状态下的多值,多解,有间断的特点,根据束流的分散程度和双曲态的间断产生光噪声的特点去测量,才能得到新的认识。4.png

这一点现在就可以在现有电子加速器和对撞机的数据库里面进行搜索。



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1 杨正瓴

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