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超光速で電波を送受信することって可能なの? @ [物理学板]


超光速で電波を送受信することって可能なの? @ [物理学板]
1: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 02:22:01 ID:gVhumFmy
2009/7/1 20:12 - ロスアラモス国立研究所によって光速の壁を超えて電波を送信することを可能とする装置の開発に成功していたことが6月30日、同研究所が発表した研究論文により明らかとなった。

この装置はパルサーで生じているシンクロトロン偏光(Polarization Synchrotron)の原理を応用したもので、全長は約2メートル。安定的に光速の壁を超えて電波の送受信を行うことは困難なものの、装置間の同期を調節することによって光速の壁を超えて電波を送ることが可能だとしている。
研究グループではシンクロトロン偏光の原理を次世代型携帯電話などの電波転送技術に応用することを考慮している。

研究論文はこちら
Experimental demonstration of a new radiation mechanism: emission by an oscillating, accelerated, superluminal polarization current

ソース
ロスアラモス研究所、光速を超える電波の送信実験に成功
てことらしいんですが、コレの解説できる人いますか?
論文読んでみたんですがよく分からなくて…
光速を超えたって、何が光速を超えたんですかね?

イントロの2段落からもう分からない。。。
3: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 03:32:59 ID:
>>1
要するに、光よりさらに早く届く性質を持つ、電磁波を利用した送信装置を作ったってことでしょ?

電磁波の種類と特徴
4: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 03:41:44 ID:gVhumFmy
>光よりさらに早く届く性質を持つ電磁波
電磁波も光ですよね・・・?
6: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 07:44:11 ID:
>>1
削除依頼出して死ね、どーせ群速度だろ
9: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 14:33:05 ID:
>>6
群速度で高速超えたらそれこそノーベル賞だろwwwwwww
11: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 14:45:38 ID:
>>9
m9(^Д^)プギャーーーッ
12: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 14:49:24 ID:
>>9
な、なにをいっとるんだちみは?
波動と位相速度
管理人より:光など波動の速度には「群速度」と「位相速度」の2種類があります。波動の進む「速さ」というのは、上図の点(波の頂点)の部分が進むスピードのことで、これが「位相速度」です。
波動と群速度
例えば,池の水面を伝わる波を考えてみましょう。池に石を投げ込むと,落下点から同心円上に波が発生しますが,波が進んでも池に浮かぶ木の葉は波と一緒に移動しません。上下に振動するだけです。波が伝わっていても池の水面は上下しているだけなのです。動いているように見えるのは,振動が進行方向に連なっているからです。下の図は,球が動いているのではなく,タイミングを合わせて色を変えているだけなのですが,赤い球が動いているように見えますね。 群速度それでは,波に「情報を乗せて送る」にはどうすればいいでしょうか?例えば,池に石が着水した瞬間は波はありません。よって,そこから離れたところにある木の葉は「止まってます」が,しばらくすると波が伝わってきて「動き出します」。この「波が発生した」という情報が伝わる速度は「位相速度」ではないのです。
なぜなら,情報を送るには波に「変化」が必要だからです。通信工学的には「変調」が必要であると言えます。例えば,ラジオ電波に乗せて音声を送ったり,テレビ電波に乗せて画像を送ったりするには「変調」が必要なのです。この変調された状態の伝わる速度は,位相速度ではなく,「群速度」になります。
Wikipediaの説明はよくわかりませんが、この説明はわかりやすーい!たいていの場合群速度は位相速度よりも遅く、同じ速度になる場合もありますが、位相速度を超えることはない。そして位相速度は光速を一時的に超えることも「ある」んだそうです。(参考:位相速度と群速度
群速度と位相速度の違い↑このアニメGIFの赤点(位相速度)と緑点(群速度)の動き方もわかりやすいでしょうか。波の移動につられて動く速度が「群速度」と考えればいいですね。スレではこの違いが焦点になってるので、フワッと理解しておいてください。
7: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 09:39:53 ID:
論文読んでも電波が光速超えたとは読めなかった。

媒質の中を荷電粒子が媒質中の光速 (真空中の光速より遅い) を超えて動くとチェレンコフ放射が生じるが、真空中 (実際の実験は空気中みたいだけど)であってもそれに似た現象を起こせるよ、って話にしか読めない。
もちろん、放射された電磁波が光速超えたなんて話は出てこない。


電極ををたくさん並べておいて、あらかじめ決めたタイミングでそれぞれに電圧をかけると、あたかも偏極が超光速で移動したかのようになる (もちろん実際に何かが超光速で動くわけではない。
ある電極が ON になってからΔx離れた隣の電極が ON になるまでの時間が Δx/c 未満になるようにタイミングを調整した、というだけ)。
するとチェレンコフ放射に似た現象が確認できた。

> 衛星経由で携帯電話を使用した場合でも遅延が生じなくなるとした上で、
論文にも衛星通信への応用はでてくるが、「遅延が生じなくなる」とは書いてないなぁ。
通常の放射より減衰が少ないから、より広帯域な通信ができるようになる、とは書いてあるが。


"with very much lower attenuation" とある "attenuation (減衰)" を遅延と誤訳したのかな?
それとも "decay" を "delay" と見間違えたか。
チェレンコフ放射
管理人より:光の速さは媒質で決まり、真空中を進む時には約30万km/秒…という例のアレですが、例えば水中だとその速度は75%ほどに落ちてしまう(媒質の屈折率による)。で、その媒質を加速器などで加速させた電子が、その媒質の光速度を超えるスピードで通過すると衝撃波が発生し、これを「チェレンコフ放射」と呼びます。青い光でキレイ。
10: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 14:39:51 ID:
群速度が光速を超えることはありますが、何か?
13: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 14:56:21 ID:
位相速度が光速を越えることはあっても群速度が光速を越えることなんてね~よw
17: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 15:19:15 ID:xcvxRt6f
2004年5月13日の元記事を今頃糞訳して載せているテクノバーンはホントに糞
18: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 15:21:20 ID:
群速度が光速を越えたら光の速度を超えた通信ができるようになるだろ

そんなことも分からないのか、このヴァカが!
56: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 21:07:33 ID:lDeKT6tB
>>18
学部むけの「理論電磁気学」って本にも載ってるぐらい基本的なことだよ
恥ずかしい奴だな
16: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 15:10:22 ID:
>>13
だから群速度でも超えることがあるんだってば。これでも見とけ
Nature 406, 277 (2000)
19: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 15:29:01 ID:
>>18
わかってないのはおまえだ。
とりあえず>>16でも読んで勉強してから来い。
念のため言っとくが、この現象を使って超光速通信はできない。
24: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 15:56:56 ID:
群速度に情報をのせられない理由って何だ?
25: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 16:04:09 ID:
乗せたら相対論が壊れるから。
相対論を壊すくらいなら事実の方を壊す。
それで100年やって来てるのが物理学。w
27: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 16:07:24 ID:
>>25
必死だなw
34: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 16:29:41 ID:
なんだこの流れ・・・

そんなことより群速度に情報を載せられない理由って明らかにされているのか?
35: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 17:19:50 ID:
>>34
載せられる場合もある。というか多くの場合は載せられる。それが何か?
39: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 18:19:21 ID:
群速度と情報伝播速度は異なる概念。それだけのこと。
むしろなぜそこまで執拗に載せられると言いたげなのかわからない。
両者が一致すると勝手に思い込んでつっかかられても知ったことではない罠。


もし情報は群速度で伝わらなければならないといいたいなら、まず自分がその理由を説明すべきだろう
41: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 18:39:39 ID:
普通は群速度=情報伝播速度なんだお!
だから群速度で高速超えたらそれこそノーベル賞だおwwwwwww と思うのも仕方がないお!


と言いたいそうだ
45: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 19:15:08 ID:
光の波束をパルスとみれば十分これで情報伝達ができそうな気もするけどな。
群速度ってこの波束が動く速度のことを言うんだろ?
46: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 19:20:19 ID:
AMラジオの電波そのもの。
これがある条件下では情報が送れないと言うなら、そりゃあ、送れないと言う人がどうして送れないのかを言いなさいよ。
48: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 19:33:09 ID:
>>46
だからその勝手な勘違いに基づいてつっかかられても知るかっての。
それとも何か?AMラジオは異常分散媒質中で超光速で情報を伝えてくれるのか?
できると主張するほうが説明なり実証なりしてくれよ
47: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 19:31:58 ID:
超光速の群速度って、ようは画面上の画素が超光速で動くのと変わらないし、波を変えて情報載せようとして形を崩したら、光速でしか伝わらなくなるよ
50: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 19:49:37 ID:
>>47
それは位相速度
55: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/02(木) 21:01:07 ID:
群速度が光速を越えたことって騒ぐようなことか?
位相速度が光速を越えても誰も気にもしないだろ。
64: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 12:07:36 ID:
群速度って電光掲示板のスクロールスピードみたいなものだろ。
情報が高速を超えて伝わっているわけじゃないはずだが。
66: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 12:22:28 ID:
波面速度(wavefront velocity)と群速度の区別がついてないんだろうな
管理人より:「波面速度」ってなんかよくわからないですね。「Front velocity」によると、
In physics, front velocity is the speed at which the first rise of a pulse above zero moves forward.
物理学的には、面速度は正の方向に最初に起きるパルスの速度である。
専門用語の翻訳はよくわからない。正しく翻訳できる方がいらしたら添削してください。
67: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 12:48:59 ID:
普通には電波の伝播速度は波長に依存しない。
位相速度も群速度も、波面速度とかやらも全部同じ速さ。


電波でもそのそれぞれの速さが違うなら、伝播の途中で電波はバラけて、構成するそれぞれ単一のサインウエーブに分解してしまう。
そうなら、デジタルでも、電波では信号は送れなくなる。
69: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 13:41:52 ID:
>>67
寝言は寝てから言ってね。
68: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 12:52:17 ID:
何トンチンカンなことを
72: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 15:45:31 ID:33ezf9yd
結論を出してください。
これで相対論が間違ってたとか言っていいの?
悪いのなら早めに引導渡してやってほしいんですが・・・。
77: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 17:31:11 ID:
>>72
テクノバーン記者の誤読。

ロスアラモス研究所、光速を超える電波の送信実験に成功
Experimental demonstration of a new radiation mechanism: emission by an oscillating, accelerated, superluminal polarization current
「装置間の同期を調節することによって光速の壁を超えて電波を送ることが可能」
なんて書いてない。
「研究グループではシンクロトロン偏光の原理を次世代型携帯電話などの電波転送技術に応用することを考慮している。」
なんて書いてない。

以上。
73: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 15:51:51 ID:
何ら相対論に反しない、ととっくに結論が出てる。
78: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 17:51:21 ID:
テクノバーンが誤読何てする訳無いだろ
あえてセンセーショナルに脚色したに決まってる
79: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 18:04:00 ID:
でも脚色の域を超えてないですかね?
テクノバーンの記事は「電波が光速を超える⇒遅延無しに通信」という論理な気がするんですけど…


結論としては、装置内に「光速を超える(群速度)」過程を用いているだけであって、飛んでいく電波は光速(ただし従来に比べ減衰が少ない)という理解でOKですかね?
80: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 18:08:06 ID:
管理人より:一部引用。
で、論文の内容は、

  通常は媒体中で生じるチェレンコフ放射に似た現象を真空中でも起こせる

って話。チェレンコフ放射ってのは、媒質中 (例えば、水) で電子などの荷電粒子が光速より速く運動すると光を放射する現象。

光速より速く運動するなんて出来ないんじゃなかったの? と言う人もいるだろうが、この場合は光速と言っても、水の中の光速で、これは真空中の光速よりも遅い。「光速を超えることはできない」ってのはあくまでも「真空中の光速」の話なんで

  水の中の光速<荷電粒子の速さ<真空中の光速

という状況は生じうるわけだ。で、当然のことながら真空中ではこの現象は起こりえない。
でもこの論文は「真空中でも起こせる」んじゃないの? と短絡してはいけない。起こせるのはあくまでも「似た現象」。
82: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 18:19:04 ID:
>>80
分かりやすいまとめだな。

そもそもなぜ2004年の、しかもたいして話題にもならなかった論文を引っ張り出してきてんの?って話だし。


ネタに詰まって論文漁ってたテクノバーンの記者が寝ぼけてトチ狂った記事を書いた、でFAっしょ。
81: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 18:12:00 ID:
光速を超える群速度の話でさえない、と。
ともかく、誤読にしてはひどいし、脚色ならもっとひどい。
83: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 19:22:00 ID:
誤読・脚色で終わりにして、あんたたちがここでやっていた、群速度では情報は送れない、の㌧でも話も以下シランプリでおしまいですか。

ハイ、メデタシメデタシ。www
84: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 19:24:45 ID:
>>83
いいぞもっとやれ
85: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 19:27:49 ID:
>>83
Nature読めよ。参考文献も
90: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/07/03(金) 22:05:36 ID:
超光速通信の話題の顛末
超光速通信の話題の顛末

けっこう前の記事だったようですが、このテクノバーンというサイトはもう閉鎖された模様。
要するに飛ばし記事だった、というオチなんでしょうか。夢のある話だったのに残念。
SFの世界を見れば、当たり前のように何光年も離れたところと通信できてるというのに、現実は厳しいですねぇ。

この超光速通信というテーマを考える時、電波で通信すればどうしても光速を超えられないわけで、電波以外の謎のなにかで通信する、というのがひとつには考えられるわけですよね。
理論上は超光速で走る「タキオン」という架空の粒子もあるんだそうですが、残念ながらまだ見つかっていない。

律儀に電波で通信するんなら、極小の受信機が通信パケットごと2点間をワープで行き来する…というようなことも考えられましょう。
要するにこういうことです。A-B間は100光年とかめっちゃ離れてるとして、

A(発信地点)→受信機→→→(ワープ!)→→→受信機→B(受信地点)

これを何度も往復すれば超高速通信も可能なんですけど、肝心の「ワープ」の部分がネェー。またワープにかかるコストもどーなの…って感じです。

まぁ狭い範囲で、特殊な条件下であれば、真空中の光速度を超える通信はやがては可能になるかもしれないですが、宇宙の大半は真空で満たされてるわけですから、それが問題。なんとかならないでしょうか。

Order 66 [1080p]トップ絵は「スター・ウォーズ エピソード3/シスの復讐」より、ジェダイの抹殺指令である「オーダー66」を皇帝が発令するシーンより。
以前もどっかで書きましたが、スター・ウォーズの世界では、「ホロネット」と呼ばれる超光速通信ネットワークが銀河中に存在して、青みがかかったホログラム映像で通信が可能です。見た感じほぼ遅延ナシで、銀河のどこでも通信できて非常に便利。
そもそもあの作品は、銀河の端から端までハイパースペースで移動しても、時間の経過が違う…みたいな描写もなく、すべて同じ時間内でイベントが進行してるみたい。いかなる物理法則で動いてるのかわからないですが、なにしろ混乱がなくて合理的。来たるべく宇宙時代もこうあってほしいものです。

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ただの3Dホログラム…ということなら、けっこう技術的にはいろいろ進んでいるようで、ビジュアルだけならあと一歩というところです。
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26日~28日まで、管理人多忙のため更新お休みです!
    • ※1 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2017.2.24 21:34
    とりあえず10分後の当たり馬券の番号知らせてくれればいい
    • ※2 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2017.2.24 22:07
    数年前にCERNのニュートリノ騒動もありましたね
    • ※3 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2017.2.24 22:22
    この間、ロト6の当り番号が分かるという電話があったな
    • ※4 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2017.2.26 1:46
    SWの超光速航行(ハイパースペース航法)は超空間通るワープみたいですね
    使う時はそれなりに計算(EP4中盤のアレ)か、通路網の整備が必須だそうで

    後強い重力源があると邪魔されるようでやり方次第(人工的にブラックホール作るとか)では通常空間に無理やり引きずり出される事もあるとか


    まあこの辺りの区別は滅茶苦茶長くなるのでとあるNHKアニメのセリフで締めを
    ジョーン・ランドール「私たちのワープとは違うようね」
    キャプテン・フューチャー「一口にワープといっても、リープ、バーゲンホルム、マンシェンドライブと、いろいろあるからなあ」
    • >※4
      そうそう、ハイパースペースは、インターディクターなんかで引っ張り出されてしまいますね。
      キャプテン・フューチャーのいろんなワープをどのように使い分けるのか気になるナァ。
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