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「 c( l ) 測定と beyond GUT 」 名古屋大学理学 研究科　大島　隆 義 at 大阪市大 2008.10.10.

「 c( l ) 測定と beyond GUT 」 名古屋大学理学 研究科　大島　隆 義 at 大阪市大 2008.10.10. PART-1 自然の基本定数の測定 　　　提案の概念. Photon velocity. Photon energy. 光速度 (c) 測定の歴史は古い　 – next page 。 光速度は基準である（ PDG 参照 – next 2 page ）。 光速度測定はほとんどが可視光（レーザ光）を利用。 光のエネルギーを変えての測定は ?.

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「 c( l ) 測定と beyond GUT 」 名古屋大学理学 研究科　大島　隆 義 at 大阪市大 2008.10.10.

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  1. 「c(l)測定とbeyond GUT」 名古屋大学理学研究科　大島　隆義 at 大阪市大 2008.10.10.

  2. PART-1 自然の基本定数の測定 　　　提案の概念

  3. Photon velocity Photon energy • 光速度(c)測定の歴史は古い　– next page。 • 光速度は基準である（PDG参照– next 2 page ）。 • 光速度測定はほとんどが可視光（レーザ光）を利用。 • 光のエネルギーを変えての測定は ? Light-velocity(E) = constant ?1. Introduction 可視光(eV)

  4. 光速の測定 1675: デンマークの天文学者レーマー(Olaus Roemer,1644-1710) 木星の衛星イオ；　220,000 km/s 1728: イギリスの天文学者ブラッドリー(James Bradley,1693-1762) 年周光行差/283,000 km/s (5%)。　　　地球が動いている証拠。 視差は見出せなかったが、光行差を測定。 測定角度は～0.1 mrad程度か。 1849: フランスの物理学者フィゾー (Armand-Hippolyte-Louis Fizeau, 1819-1896) 高速回転させた歯車と鏡（８km離す）/298,000km/s (0.7%)。 1850:フランスの物理学者フーコー (Jean-Bernard-Leon Foucault, 1819-1868) 高速回転させた鏡と鏡(20 m離す) 　　距離（精度よい物差しがない）と時間（原子時計） 1983: 基準として採用。

  5. From PDG GAUGE AND HIGGS BOSONS gI(JPC) = 0,1 (1--) Mass m < 6 x 10-17eV Charge q < 5 x 10-30 e Mean life t = Stable Physical constants Speed of light in vacuumc 299 792 458 m s-1 *The meter is the length of the path traveled by light in vacuum during a time interval of 1/299 792 458 of a second.

  6. 量子力学的に見た真空　と　光 e e g ●物理量は見かたのよって大きさが異なる 真空が偏極 （誘電体の分極電荷） e e g High energy 100 GeV: ～10-18m 解像度10-11桁 up g - e e + e e Low energy 2eV: ～400nm ～10-7m 未知の世界 7

  7. 光（真空を伝わる） 可視光（ 数eV：数100nm = O(10-7) mの波長 ） 100 GeV photon = 2 x 10-18 mの波長 エネルギー（E=hn）→波長（l=c/n）→空間（l）を研究。 空間の一様性を　 10-7 m – 2x10-18 mの 11桁 に亘って探る！ 時空間の研究（重力のr-2則の検証）は精々サブｍｍ程度。逆２乗則の検証は限られた範囲のみ。 2. Physics 2.1 Space-Time

  8. J. Magueijo論文“New varying speed of light theories”astro-hep/0305457 　 「プランク周波数に近いと光速度は色に依存する」。 分散関係E2 = p2c2 + m2c4 + lE3 + ・・・ (l~1035m:プランク長程度) lE = lP/lg = Eg / EP 光速度測定値（エネルギー依存性）が１よりズレる分（lE）が、 量子重力（New Physics）の表れである。 2.2 Search principle Space-Time - Next page - Next page ( ceff / c )2 = 1 + lE3/p2c2 ~ 1 + lE • ループ量子重力では光速度がエネルギーによって変わる。 　 時空間の量子化 ? 　 そのようなことが現れるのはプランクスケール世界であろう。 　 しかし、 　 余剰次元があればもっと低いエネルギーで現れるかも？

  9. J. Magueijo, “New varying speed of light theories”, Rep. Prog. Phys. 66 (2003) 2025-2068. 「プランク周波数に近いと光速度は色に依存する」

  10. time space もしエネルギー依存性があれば、Maxwellの電磁気学（ｃ＝１/em）; 相対論（ｃ＝constant）などの物理法則が破れる！因果律にも影響がでる。　⇒　Big Bag宇宙創生にも。　 • Maxwell 電磁気学の検証 • 　相対性理論、Lorentz不変性の検証 • 　時空間の等質性の検証（10-18 ｍ） • 　余剰次元の探索 • 108 GeVの高エネルギー世界の探索 光の速度は異なる波長についても一定か？ Plank scaleでは可能？

  11. PART-2 測定提案 (概念)

  12. 相対値の測定

  13. (8 GeV/ 50 GeV) (1/ 3) (57) (16) (1.6x104/1.7x106)

  14. Previous exp. SLAC-E43 (parasite) 10 GeV-photon, Dt/t =10-6 (start=10ps&stop=50ps), L=1.5 km synch.-g = 100/5x108 e (coil)@ magnet=2kG, 6cm brem.-g (0.1rad. copper) 10-6 torrなら, n-1=3.6x10-13. KEK , Spring-8 　　←　　８ GeV SLAC 　←　　　５０ GeV

  15. Bremsstrahlung & Synchrotron radiation

  16. TOFスペクトラムのピーク値の精度～TOF分解能/√NTOFスペクトラムのピーク値の精度～TOF分解能/√N • For 3 GeV/c PIONS Circuit resolution ( st = 4.1 ps ) TOF w/o radiator ( st = 7.7 ps ) TOF w radiator ( st = 6.2 ps ) “5 ps TOF Beam-Test” 6.2(ps)2– 4.1 (ps) 2 = 4.7 (ps) 2 Beam による測定。　SPCの分解能。　No radiator & 10 mm crystal。

  17. PART-３ 宇宙線による測定

  18. PART-４ まとめ

  19. If lE=10-10(ceff/c=1+lE) at E=100 GeV (10-18 m)-1, l=10-28. Then, ceff=104c at E=1016 GeV. ceff =107c at Plack scale.

  20. APPENDIX

  21. 研究展開の方向？ 新(?)次元 Super-String Quantum Gravity Extra-dimension SUSY B-Factory, LHC(ATLUS) Plank GUT 現代素粒子物理学の次元 QM Relativity vs 新(?)次元 粒子像/波動像

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