En physique et en astronomie, on étudie des particules hypothétiques capables de voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Ces particules hypothétiques sont appelées tachyons. Bien que la théorie de la relativité d'Einstein nous dise que les particules ne peuvent pas voyager plus vite que la vitesse de la lumière, ces types de particules sont utilisés pour effectuer diverses études à partir desquelles de grands avantages scientifiques sont obtenus.
Dans cet article, nous allons vous dire tout ce que vous devez savoir sur les tachyons et leurs caractéristiques.
Que sont les tachyons
Quand on analyse les différentes particules qui voyagent à travers l'espace et le temps en physique ou en gastronomie, on dit qu'il y a un plafond de la vitesse de la lumière. Celui qui peut voyager à une vitesse plus rapide que la lumière, pourra voyager dans le temps. De l'ensemble des tachyons capables de se déplacer à grande vitesse, est née l'énergie des tachyons. Ce type d'énergie est neutre et se déplace à une vitesse 27 fois supérieure à la vitesse de la lumière. Les tachyons sont les composants de ce type d'énergie et correspondent à l'énergie de la pensée.
Si nous l'analysons du point de vue de la théorie d'Einstein de la relativité restreinte, le tachyon est une particule hypothétique qui a un quadrimoment de type spatial. Cela implique que son énergie et ses moments sont réels, sa masse au repos serait un nombre imaginaire. Cela signifie que votre quad sera négatif. Nous analysons votre propre moment et voyons que vous ferez l'expérience d'un tachyon qui est également imaginaire.
Un effet curieux que les tachyons ont, contrairement aux vraies particules, la vitesse de ces particules croît à mesure que leur énergie grandit. La conséquence que cela peut arriver est due à la relativité restreinte. En théorie, nous marquons une sorte de tachyon avec une masse carrée négative. Si nous sommes d'accord avec Einstein, l'énergie totale d'une particule est sa masse au repos multipliée par la vitesse de la lumière au carré et multipliée par le facteur de Lorentz.
Lorsque les tachyons sont utilisés pour la matière ordinaire, nous voyons que l'énergie augmente avec la vitesse et devient infinie à mesure que la vitesse s'approche de la vitesse de la lumière. Si la masse est imaginaire nous aurons que le dénominateur de la fraction doit également être imaginaire pour obtenir le nombre réel d'énergie commune. Pour que le dénominateur soit imaginaire, le nombre de racine carrée doit être négatif. Cela ne se produira que si la vitesse du parcours particulier est supérieure à la vitesse de la lumière. C'est de là que provient le fait que le tachyon est une particule qui se déplace à une vitesse plus élevée que la lumière.
Limitations et théorie des champs
Gardez à l'esprit que les tachyons sont limités par le rapport de type spatial du graphite obtenu en analysant l'énergie et le moment. Par conséquent, cette particule hypothétique ne peut jamais aller plus lentement que la vitesse de la lumière. Curieusement, à mesure que l'énergie de cette particule diminue, sa vitesse augmente.
Si les tachyons existaient et pouvaient interagir avec la matière ordinaire le principe de causalité pourrait être violé. Ce principe décrit la relation entre les causes et les effets. C'est un principe fondamental pour toutes les sciences naturelles, en particulier dans le domaine de la physique. La causalité peut également être étudiée sous d'autres perspectives telles que la philosophie, le calcul et les statistiques.
Selon la théorie de la relativité générale, il est possible de construire des espaces-temps dans lesquels les particules peuvent se propager plus rapidement que la vitesse de la lumière. Il s'agit d'un espace de temps toujours relatif à un observateur distant.
Si nous passons à la théorie des champs, nous voyons que les tachyons sont généralement un champ scalaire. Dans ce cas, il a une masse quadratique négative. Le fait qu'un tel particulier existe signifie qu'il y a une instabilité du vide spatio-temporel. C'est parce que l'énergie du vide a un maximum plutôt qu'un minimum. Une petite impulsion dans cet espace et ce temps pourrait provoquer une décroissance des amplitudes exponentielles qui produit une condensation de tachyons.
Les tachyons apparaissent également dans de nombreuses versions de la théorie des cordes. Cette théorie affirme que tout ce que nous voyons sont des particules divisées en électrons, photons, gravitons, etc. Toutes ces particules sont en fait des états vibratoires différents d'une même corde. Ensuite, la masse d'un particulier peut être déduite comme cette vibration exercée par la corde. Les tachyons apparaissent dans le spectre des états de l'accord admissible et cela signifie que certains états ont des masses carrées négatives. Par conséquent, ce sont des masses imaginaires.
Les tachyons pourraient-ils répondre aux questions sur l'univers?
Les scientifiques Herbes Frites, de l'Université Brown, et yves gabellini, de l'INLN-Université de Nice, considèrent que les mystères du modèle standard peuvent être résolus par des tachyons. Ces scientifiques ont mis au point un modèle basé sur des tachyons tout en essayant de trouver une explication à l'énergie noire dans l'espace. Le modèle qu'ils ont créé présentait diverses difficultés mathématiques car il y avait des nombres imaginaires totalement inattendus.
Nous savons que la masse de repos d'un tachyon est un nombre imaginaire. Ce n'est pas le cas des particules ordinaires. Les scientifiques ont réalisé qu'en incluant des paires fluctuantes de tachyons et d'anti-tachyons, les nombres imaginaires qui n'aidaient pas à compléter les calculs pouvaient être éliminés. Ils pourraient également expliquer l'expansion rapide de l'univers dans les premiers instants de sa création.
Ces hypothèses ne peuvent être niées par aucun test expérimental. Cependant, le modèle correspond parfaitement à toutes les données expérimentales actuellement disponibles sur l'énergie noire et l'énergie de l'inflation qui s'est produite lorsque le big bang a créé l'univers.
Tous ces calculs suggèrent que les tachyons à haute énergie seraient capables de pouvoir réabsorber presque tous les photons émis et, par conséquent, ils deviennent invisibles.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur ce que sont les tachyons.