是否存在运动速度超过光速的粒子？

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现代物理学中最具限制性的常数之一是光速。这意味着我们无法在 4.25 年内向访问附近恒星比邻星的宇航员传输信息。尽管有乐观的假设，量子纠缠并不允许消息的传输速度超过光速。确实，在一个位置测量纠缠量子系统会以比光速更快的速度影响另一个位置的测量，但通过这些测量并没有传输预期的信息。

如果快子存在，它们可以用来将信号传输到过去，这违反了爱因斯坦狭义相对论中的因果关系。这导致了所谓的祖父悖论，即你可以回到过去并与你的祖父互动以阻止你自己的出生。快子的速度随着能量的减少而增加。然而，目前还没有实验证据证明快子的存在。

实验室条件所施加的限制取决于快子相互作用的类型。如果快子与标准模型粒子相互作用，我们预计来自它们的信号早已在欧洲核子研究中心的实验或使用各种探测器中被检测到。另一方面，快子与普通物质的相互作用可能比中微子少。对于极弱的相互作用，检测它们的唯一方法是重力测试，因为重力对于所有粒子来说是普遍存在的并且不能被忽视。

然而，即使快子的相互作用仅受重力限制，也可以找到间接方法来测试它们的存在。

对天体物理物体（例如恒星为黑洞提供能量的 X 射线双星系统）和 LIGO 检测到的引力波源的观测表明，恒星质量黑洞存在并保持稳定数十亿年。快子必须符合这一事实。

从经典物理学的角度来看，人们可能想知道快子是否能够逃离黑洞。考虑到它们的飞行速度比光还快，这似乎是合理的。然而，我们的论文表明，从远处观察者的角度来看，即使是快子也无法逃脱。然而，快子可以通过量子力学逃离黑洞。我们计算了快子的霍金辐射，发现对于大质量快子来说，与光子的标准霍金辐射相比，能量流大大增强。如果快子足够大，这会导致黑洞快速蒸发。

我们利用这一见解确定了快子质量的下限。对于质量为mmm的黑洞和质量为mmm的快子来说，黑洞的寿命与M/m2M/m^2M/m2成正比。这意味着对质量为几个太阳质量、寿命为数十亿年的天体物理黑洞的观测排除了质量超过十亿质子质量的快子。换句话说，如果与大统一尺度或量子引力相关的快子质量超过普朗克质量的十亿分之一（101910^{19}1019 质子质量），那么它们就不可能存在。

未来发现的原初黑洞质量范围为101710^{17}1017至102110^{21}1021克，可能构成暗物质，可以排除质量高达7-700质子质量的快子。

当然，如果与新一代欧洲核子研究中心对撞机或大爆炸之前的时代相关的事件被记录下来，那么快子是否存在的问题将不得不重新考虑。