Fysiikassa ja tähtitieteessä tutkitaan hypoteettisia hiukkasia, jotka pystyvät kulkemaan nopeammin kuin valon nopeus. Näitä hypoteettisia hiukkasia kutsutaan takyoneja. Vaikka Einsteinin suhteellisuusteoria kertoo meille, että hiukkaset eivät voi kulkea nopeammin kuin valon nopeus, tämän tyyppisiä hiukkasia käytetään tekemään erilaisia tutkimuksia, joista saadaan suurta tieteellistä hyötyä.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää takyoneista ja niiden ominaisuuksista.
Mitä ovat takyonit
Kun analysoimme erilaisia hiukkasia, jotka kulkevat avaruudessa ja ajassa fysiikassa tai gastronomiassa, sanomme, että valon nopeudella on raja. Kuka voi matkustaa valoa nopeammin, voi matkustaa ajoissa. Tachyonien energiasta syntyy niiden takyonien joukosta, jotka pystyvät kulkemaan suurella nopeudella. Tämäntyyppinen energia on neutraalia ja liikkuu 27 kertaa valonopeudella. Tachyonit ovat tämäntyyppisen energian komponentteja ja vastaavat ajatusenergiaa.
Jos analysoimme sitä Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian teorian näkökulmasta, tachyon on hypoteettinen hiukkanen, jolla on avaruudentyyppi. Tämä tarkoittaa, että sen energia ja hetket ovat todellisia, sen massa levossa olisi kuvitteellinen luku. Tämä tarkoittaa, että nelosesi on negatiivinen. Analysoimme oman ajanhetkesi ja näemme, että koet myös kuvitteellisen takyonin.
On utelias vaikutus, että takyoneilla on tämä, toisin kuin todellisilla hiukkasilla, näiden hiukkasten nopeus kasvaa, kun niiden energia kasvaa. Seuraus, että tämä voi tapahtua, johtuu erityisestä suhteellisuudesta. Hypoteettisesti merkitsemme eräänlaisen takyonin negatiivisella neliömassalla. Jos olemme samaa mieltä Einsteinin kanssa, hiukkasen kokonaisenergia on sen lepomassa kertoo valon nopeuden neliöimällä ja kerrottuna Lorentz-kertoimella.
Kun takyoneja käytetään tavalliseen aineeseen, näemme, että energia kasvaa nopeuden myötä ja tulee loputtomaksi, kun nopeus lähestyy valon nopeutta. Jos massa on kuvitteellinen, saamme myös, että murto-osan nimittäjän on oltava kuvitteellinen yhteisen energian reaaliluvun saamiseksi. Jotta nimittäjä olisi kuvitteellinen, neliöjuuren luvun on oltava negatiivinen. Tämä tapahtuu vain, jos tietyn menon nopeus on suurempi kuin valon nopeus. Täältä lähtee se tosiasia, että taksioni on hiukkanen, joka kulkee suuremmalla nopeudella.
Rajoitukset ja kenttäteoria
On huomattava, että takyoneja rajoittaa grafiitti-paikkatyypin osuus, joka saadaan analysoimalla energiaa ja momenttia. Siksi tämä hypoteettinen hiukkanen ei voi koskaan mennä hitaammin kuin valon nopeus. On utelias tosiasia, että kun hiukkasen energia pienenee, sen nopeus kasvaa.
Jos takyoneja olisi olemassa ja ne voisivat olla vuorovaikutuksessa tavallisen aineen kanssa syy-yhteyden periaatetta voidaan loukata. Tämä periaate kuvaa syiden ja seurausten välistä suhdetta. Se on perusperiaate kaikille luonnontieteille, erityisesti fysiikan alalla. Syy-yhteyttä voidaan tutkia myös muista näkökulmista, kuten filosofia, laskenta ja tilastot.
Yleisen suhteellisuusteorian mukaan on mahdollista rakentaa aika-aikoja, joissa hiukkaset voivat levitä nopeammin kuin valon nopeus. Tämä on aikajakso aina suhteessa etäiseen tarkkailijaan.
Jos siirrymme kenttateoriaan, näemme, että takyonit ovat yleensä skalaarikenttä. Tässä tapauksessa sillä on negatiivinen neliömassa. Se, että tällainen erityinen on olemassa, tarkoittaa, että aika-aika-tyhjiössä on epävakautta. Tämä johtuu siitä, että tyhjiöenergialla on pikemminkin maksimi kuin minimi. Pieni impulssi tässä tilassa ja ajassa saattaa aiheuttaa eksponentiaalisten amplitudien hajoamisen, joka aiheuttaa takyonien tiivistymisen.
Tachyoneja esiintyy myös monissa jousiteorian versioissa. Tämä teoria toteaa sen näemme vain hiukkasia, jotka on jaettu elektroneihin, fotoneihin, gravitoneihin, jne. Kaikki nämä hiukkaset ovat itse asiassa saman merkkijonon eri värähtelytiloja. Sitten tietyn massan voidaan päätellä merkkijonon aiheuttaman tärinän perusteella. Tachyonit esiintyvät sallitun sointu-tilan kirjoissa ja se tarkoittaa, että joillakin valtioilla on negatiiviset neliömassat. Siksi ne ovat kuvitteellisia massoja.
Voisivatko takyonit vastata maailmankaikkeutta koskeviin kysymyksiin?
Tutkijat Yrtti Paistettu, Brownin yliopistosta, ja Yves gabellini, INLN-Université de Nizzassa, katso, että vakiomallin salaisuudet voidaan ratkaista takyoneilla. Nämä tutkijat ovat keksineet mallin, joka perustuu takyoneihin yrittäessään löytää selityksen avaruuden pimeälle energialle. Heidän luomalla mallilla oli erilaisia matemaattisia vaikeuksia, koska oli täysin odottamattomia kuvitteellisia lukuja.
Tiedämme, että takyonin loput massa on kuvitteellinen luku. Näin ei ole tavallisilla hiukkasilla. Tutkijat ymmärsivät, että vaihtelevien tachyon- ja anti-tachyon-parien sisällyttäminen voisi eliminoida kuvitteelliset luvut, jotka eivät auttaneet täydellisiä laskelmia. He voisivat myös selittää maailmankaikkeuden nopean laajenemisen sen luomisen alkuhetkillä.
Näitä oletuksia ei voida kieltää millään kokeellisella testillä. Malli sopii kuitenkin täydellisesti kaikkiin tällä hetkellä saatavilla oleviin kokeellisiin tietoihin pimeästä energiasta ja inflaatioenergiasta, joka tapahtui, kun iso paukku loi maailmankaikkeuden.
Kaikki nämä laskelmat viittaavat siihen, että suurenergiset takyonit kykenisivät absorboimaan melkein kaikki säteilevät fotonit ja siten heistä tulee näkymättömiä.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää tachyoneista.