A fizikában és a csillagászatban hipotetikus részecskéket tanulmányoznak, amelyek a fénysebességnél gyorsabban képesek haladni. Ezeket a hipotetikus részecskéket ún tachyonok. Bár Einstein relativitáselmélete azt mondja nekünk, hogy a részecskék nem haladhatnak gyorsabban, mint a fénysebesség, az ilyen típusú részecskéket különféle tanulmányok elvégzésére használják, amelyekből nagy tudományos előnyök származnak.
Ebben a cikkben elmondunk mindent, amit tudnia kell a tachyonokról és azok jellemzőiről.
Mik azok a tachyonok
Amikor elemezzük a térben és az időben a fizikában vagy a gasztronómiában közlekedő különböző részecskéket, azt mondjuk, hogy a fénysebességnek van határa. Aki képes a fénynél gyorsabb sebességgel haladni, az időben utazhat. A nagy sebességgel közlekedni képes tachionok halmazából a tachyon energia születik. Ez a fajta energia semleges és a fénysebesség 27-szeres sebességével haladva. A tachionok az ilyen típusú energia alkotóelemei, és megfelelnek a gondolkodás energiájának.
Ha Einstein speciális relativitáselméletének nézőpontjából elemezzük, akkor a tachyon hipotetikus részecske, amelynek űr típusú kvadrimomense van. Ez azt jelenti, hogy energiája és pillanatai valósak, nyugalmi tömege képzeletbeli szám lenne. Ez azt jelenti, hogy a négyes negatív lesz. Elemezzük saját időpillanatát, és látjuk, hogy megtapasztal egy tachyont, amely szintén képzeletbeli.
Kíváncsi hatás, hogy a tachyonoknak ez a valóságos részecskékkel ellentétben van, az energiájuk növekedésével ezeknek a részecskéknek a sebessége nő. Ennek a következménye, hogy ez megtörténhet, a speciális relativitáselméletnek köszönhető. Hipotetikusan egyfajta tachyont jelölünk negatív négyzettömeggel. Ha egyetértünk Einsteinnel, akkor a részecske teljes energiája nyugalmi tömege a fénysebesség szorzata négyzetre szorozva a Lorentz-faktorral.
Ha a tachyonokat közönséges anyagra használják, akkor azt látjuk, hogy az energia a sebességgel növekszik és végtelenné válik, amikor a sebesség megközelíti a fénysebességet. Ha a tömeg képzeletbeli, akkor megvan, hogy a frakció nevezőjének is képzeltnek kell lennie a közös valós valós szám megszerzéséhez. Ahhoz, hogy a nevező képzeletbeli legyen, a négyzetgyök számának negatívnak kell lennie. Ez csak akkor történik meg, ha az adott menet sebessége nagyobb, mint a fény sebessége. Innen ered az a tény, hogy a tachyon egy nagyobb sebességgel haladó részecske.
Korlátozások és terepelmélet
Meg kell jegyezni, hogy a tachyonokat korlátozza az a grafit térbeli arány, amelyet az energia és a pillanat elemzésével nyernek. Ezért ez a hipotetikus részecske soha nem mehet lassabban, mint a fénysebesség. Érdekes tény, hogy mivel ennek a részecskének az energiája csökken, a sebessége nő.
Ha léteznének tachionok, amelyek kölcsönhatásba léphetnek a hétköznapi anyaggal az oksági elv megsérthető. Ez az elv leírja az okok és a következmények kapcsolatát. Alapelv minden természettudomány számára, különösen a fizika területén. Az okság más szempontokból is tanulmányozható, például filozófia, számítás és statisztika.
Az általános relativitáselmélet szerint fel lehet építeni olyan téridőket, amelyekben a részecskék a fénysebességnél gyorsabban terjedhetnek. Ez egy időterület, mindig egy távoli megfigyelőhöz képest.
Ha a térelméletre megyünk, akkor azt látjuk, hogy a tachyonok általában skaláris mezők. Ebben az esetben negatív négyzet tömege van. Az a tény, hogy létezik ilyen sajátosság, azt jelenti, hogy instabil a tér-idő vákuum. Ennek oka, hogy a vákuumenergiának inkább maximuma van, mint minimum. Egy kis impulzus ebben a térben és időben exponenciális amplitúdók bomlását okozhatja, amely a tachionok kondenzációját eredményezi.
A tachyonok a húrelmélet számos változatában is megjelennek. Ez az elmélet azt állítja csak elektronokra, fotonokra, gravitonokra, stb. Mindezek a részecskék valójában ugyanazon húr különböző rezgési állapotai. Ezután egy adott anyag tömege levonható a húr által kifejtett rezgésként. A tachionok a megengedett akkord állapotainak spektrumában jelennek meg, és ez azt jelenti, hogy egyes államok negatív négyzettömegűek. Ezért ők képzelt tömegek.
Tudnak-e válaszolni a tachyonok az univerzummal kapcsolatos kérdésekre?
A tudósok Gyógynövényes sült, a Brown Egyetemről, és Yves gabellini, az INLN-Université de Nice munkatársától úgy gondolja, hogy a Standard Modell rejtelmeit tachionok oldják meg. Ezek a tudósok a tachionokon alapuló modellel álltak elő, miközben magyarázatot próbáltak találni az űr sötét energiájára. Az általuk létrehozott modellnek különféle matematikai nehézségei voltak, mivel teljesen váratlan képzeletbeli számok voltak.
Tudjuk, hogy a tachyon többi tömege képzeletbeli szám. Ez nem történik meg a közönséges részecskéknél. A tudósok rájöttek, hogy az ingadozó tachyon- és anti-tachyon párok bevonásával kiküszöbölhetők azok a képzeletbeli számok, amelyek nem járultak hozzá a számítások befejezéséhez. Megmagyarázhatják az univerzum gyors terjeszkedését a létrehozásának kezdeti pillanataiban is.
Ezeket a feltételezéseket egyetlen kísérleti teszt sem tagadhatja meg. A modell azonban tökéletesen illeszkedik a sötét energiáról és az infláció energiájáról jelenleg rendelkezésre álló összes kísérleti adatra, amely akkor következett be, amikor az ősrobbanás létrehozta az univerzumot.
Mindezek a számítások arra utalnak, hogy a nagy energiájú tachyonok képesek lennének felszívni szinte az összes kibocsátott fotont, ezért láthatatlanná válnak.
Remélem, hogy ezzel az információval többet megtudhat arról, hogy mi a tachyon.