ロシア科学アカデミー・スミルノフ物理学派論文審査員：ドクター佐野千遥
光子の質量はゼロで有り得ない！振幅と振動数にエネルギーを持つ電磁波の生成過程の分析
プランク定数hとは光の一振動が持っている最小エネルギー総量（[エネルギー] * [その一振動に時間かかる時間]）として発見され定義された。
そしてハイゼンベルグの不確定性原理は最小の場合
ΔE * Δt = h / 4π
として発見された。この不確定性原理は粒子、波動のいずれの場合にも成り立つ。
光が電子と弾性衝突する事が確かめられたコンプトン効果とは、光が粒子である事を確証した物であり、その粒子は光子と名付けられた。そして光子とは上述した光一振動に対応した物であり、プランク定数hの1個に対応した物である。
光子が粒子であり且つエネルギーを持っているならば、当然質量を持った物か否かを確かめるために、ハイゼンベルグの不確定性原理の中のエネルギー項ΔEの中に質量変数mを持ち込んでしかるべきである。
エネルギーの存在形態には運動エネルギーベクトル(1/2)m*v^2、位置エネルギー・ベクトルm*a*L、そして相対論的な質量エネルギー・ベクトルm*c^2（cは光速度）が有り、その全てに粒子の質量mが入り込んでいる。
ここでは光子を扱うので相対論的な質量エネルギー・ベクトルm*c^2 =ΔEと置くのが順当である。さて、これで光子の質量はゼロだと主張している「正統派」現代物理学派にとって大問題が生じた事を読者の皆さんお分かりになりますか？
ΔE = m*c^2 を式ΔE * Δt = h / 4πに代入して書き直すと
m*c^2 * Δt = h / 4π
となる。若しm = 0なら、左辺はゼロとなり
0 = h / 4π ≠ 0
となり大矛盾が生じます。プランク定数とは小さな数であっても、決してゼロでは無い事がその存在理由なのですから。
よって背理法により、光子の質量はゼロでは有り得ない事が論証されました！！
では光子のゼロに近いがゼロでない小さな質量はどのくらい小さいのかを以下に論じます。
以下では、今まで他の誰も論じていない、光子が発生して飛翔して行く際に、その質量の光子が速度ゼロから瞬間的或る時間をかけて加速され、光速に達する過程を分析して以下に論じる。それは振幅と振動数にエネルギーを持つ電磁波が、その時々のケースで振幅と振動数がどのように決定されるかを論じるのだから、本件も重要な事である。
ハイゼンベルグの不確定性原理
ΔE * Δt = h / 4π から
(m * c^2) *Δt = h / 4π
光速c M/secとは1秒間についての速度だから、Δt = 1 secと置いて
m = h / (4π* c [M/sec]* c [M]) = h / 4πc^2 [Kg]
これが物理世界で存在しえる最小の質量となる。
実際に計算すると
m = 6.626 * 10^-34 [J*sec] / {4*3.14*(3.00*10^8)^2}[M^2*sec]
= 5.86 * 10^-52 [Kg]
この質量mが或る力で或る時間、加速されるのだから
m * (d^2 x / d t^2) = m * a = F
加速度は
a = d^2 x / d t^2 = F / m
その加速度でΔtpの時間加速されると光速cに達するのだから
a *Δtp = c
(F / m) *Δtp = c
F *Δtp = mc
力Fは、例えばガンマ線の場合、消滅する電子の質量meをエネルギー換算して、それがc[M]光速度の数値にメートルを付けた距離に引き伸ばされるのだから、エネルギー換算した電子の質量エネルギーme*c^2をc[M]で割れば力F=me * cの値が求まる。
式F *Δtp = mcの右辺mcは既に数値として出ているので、そのFの値を代入して
Δtp = F / mc = me * c / m * c = me / m
この時間の間に質量mを持った光子が1つ生成されるのだから、1秒当たり幾つの光子が生成されるかの値、つまり振動数は 1 /Δtp として求まる。
そこでmeに電子の質量の数値、mに先に求めた光子の質量の数値を代入して実際にガンマ線の振動数の理論値を計算すると
1 /Δtp = 9.11*10^-31 / 5.86 * 10^-52
= 1.55 * 10^21 [1 / sec]
となり、現実のガンマ線振動数に非常に良く一致する！
ガンマ線の振動数の理論値が現実のガンマ線振動数と非常に良く一致したという事は、光子にゼロでない質量m = 5.86 * 10^-52 [Kg]が有ると論じた仮説が実証された事をも意味する。
次に振幅であるが、これは電子が質量mの光子と作用反作用して生まれたのがこの電磁波であるのだから、ニュートンの動的作用反作用の式を使って、
F1 * v1 = – F2 * v2
において
F1 = me * ae
F2 = F = m * a
v2 = c、電子の速度v1はそのそれぞれの場合に異なり、その速度が遅いほど電子が受ける加速度aeは大きくなり
me * ae * v1 = – m * a * c
ae = (m * a * c) / (me * v1)
振幅Avは
Av = (1/2) * ae * Δtp^2
として求まる。
第2章：光速度を光子が超えた時
光子の質量はゼロでないmであるから、
m = M / {1 – (v/c)}
において若し本当に実数値としてv = cが起こると、光子の動的質量は無限大になってしまい、現実に反する。物理世界は離散値の世界である事と、宇宙空間は非対称なメービウスの帯の構造をしているために、実際にはv = cは光子においても物体と同じように実現せず、vの値はc直前の有理数値の次はcを跨いで超えてしまう。すると光速を超えて負の質量となるので光は輝かず暗黒色となるので観測にかからなくなる。これは先にも論じた負の質量を持つS極単極磁石への電子の転換である。
読者の皆さんはチェレンコフ・シンチレーションという現象をご存知でしょうか？これは物質中で荷電粒子が物質中の光速度よりも早く運動するために、破線状に荷電粒子が光を発しながら見え隠れする現象である。実際粒子の移動速度は光速度を超える。光速を超えた瞬間には見えなくなり、光速にまで速度が低下した瞬間に光を発する。これはロシアのチェレンコフが発見した現象で、チェレンコフはこれでノーベル賞を獲得している。
物質中の光速度はその物質の屈折率n（誘電率と透磁率の積の平方根に等しい：n = root (ɛ* μ)）を使ってc / n と表せる速度となる。空気の屈折率でも1.00028のように極めて1に近い値であり、これは荷電粒子の速度vが c / n < v と成った現象である。アインシュタインは「如何なる物理現象の伝播速度も光速度を超えない。」と言ったが、物質内ではこの場合、荷電粒子の伝播速度が物質内光速度を実際超えており、アインシュタインの言は若しそこに物質が無く真空であった場合の光速度には物質内のその速い荷電粒子もかなわないはずだ、という負け惜しみにしか過ぎない。更にアインシュタインのこの言は次の批判に曝されている。物質中の光速度とはその物質の屈折率つまり誘電率、透磁率によってc / n = c / root (ɛ* μ)）と表された訳だが、そもそも真空自体にも値1以上の誘電率、透磁率が有り、その結果、アインシュタインにより金科玉条の如く謳われている真空中の光速度自体が真空の屈折率n0によってc / n0 = c / root (ɛ0 * μ0)）のように既に減速された光速度でしかないのである。よって荷電粒子が物質媒体中で光速度を超えたように、真空媒体中でも荷電粒子が光速度を超える実験がいつ何時実証されるか保証の程ではない。
勿論、正の質量を持つ荷電粒子ではなく負の質量を持つ単極磁石から発された重力波・ニュートリノの場合には光速度を僅かに超えたか否かといったレベルでは無く、問題にならない程、光速度より遥かに速い速度に加速される事がロシアでは既に実証されている。
ロシア科学アカデミー・スミルノフ物理学派論文審査員：ドクター佐野千遥
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