突破聲障與突破光障的比較研究

摘要：本文把今日的光障問題與過去的聲障問題作了比較,認為可壓縮流體力學可用在超光速研究中,空氣動力學發展對突破光障有參考作用。在超聲速飛機問世前,當飛機速度接近聲速將形成氣體超大密度的激波,飛機將無法穿越它。但深入的理論分析和風洞實驗使科學家獲悉,即使v=c (在這里c為聲速),密度僅增大6倍,不是無限大;故工程師開始設計和建造超聲速飛機。1947年10月14日美國空軍完成了人類首次超聲速飛行。……我們相信對所謂光障也會是同樣的情況。在空氣動力學中,按照線性理論,對縮口管道而言,密度變化很像狹義相對論(SR)公式,ρ=ρ0/(1-β2)1/2,在這里β=v/c。故當β=1,密度增到無限大。如β> 1,就出現虛密度。幸運的是在實際上這都沒有發生。由于瑞典工程師Carl Laval的新方法:把不斷縮小的噴管后面加接一段截面逐步擴大的擴張管,發現只要壓力夠大,在擴張管那里竟出現了超聲速流動。這就證明所謂無限大只存在于數學公式中。量子力學(QM)為實現超光速帶來了希望。過去的實驗表明,通過量子隧穿可使光子有超光速行為。我們期待用圓錐狀截止波導作為實驗中的勢壘,希望由此實現超光速,因為這是對Laval技術的模擬。本文建議用物質波粒子(如電子)通過勢壘以實現超光速。當粒子能量減少,粒子速度反而加大。有人說超光速會造成時間倒流或倒果為因,這種說法是錯誤的。在突破聲障時,所有這類現象都不曾發生。