בפיזיקה ובאסטרונומיה נחקרים חלקיקים היפותטיים המסוגלים לנוע במהירות גבוהה יותר ממהירות האור. חלקיקים היפותטיים אלה נקראים tachyons. למרות שתורת היחסות של איינשטיין אומרת לנו שחלקיקים אינם יכולים לנוע מהר יותר ממהירות האור, סוגים אלה של חלקיקים משמשים לביצוע מחקרים שונים שמהם מתקבלים יתרונות מדעיים גדולים.
במאמר זה אנו הולכים לספר לך את כל מה שאתה צריך לדעת על tachyons ומאפייניהם.
מה הם טייצ'ונים
כאשר אנו מנתחים את החלקיקים השונים שעוברים בחלל ובזמן בפיזיקה או בגסטרונומיה, אנו אומרים שיש תקרה של מהירות האור. מי שיכול לנסוע במהירות יותר מהאור, יוכל לנסוע בזמן. ממכלול הטכיון המסוגל לנסוע במהירות גבוהה, נולדת אנרגיית הטכיון. סוג זה של אנרגיה הוא ניטרלי ו נע במהירות פי 27 ממהירות האור. הטכיון הם המרכיבים של סוג זה של אנרגיה ומתאים לאנרגיית המחשבה.
אם אנו מנתחים את זה מנקודת מבט של תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין, הטכיון הוא חלקיק היפותטי שיש לו רבע-סוג של חלל. זה מרמז שהאנרגיה והרגעים שלה אמיתיים, המסה שלה במנוחה תהיה מספר דמיוני. המשמעות היא שהמרובע שלך יהיה שלילי. אנו מנתחים את רגע הזמן שלך ורואים שתחווה טכיון שהוא גם דמיוני.
השפעה מוזרה שלטכיון יש את זה, בניגוד לחלקיקים אמיתיים, המהירות של החלקיקים הללו גדלה ככל שהאנרגיה שלהם לגדול. התוצאה שזה יכול לקרות נובעת מיחסות מיוחדת. באופן היפותטי אנו מסמנים סוג של טכיון עם מסה מרובעת שלילית. אם אנו מסכימים עם איינשטיין, האנרגיה הכוללת שיש לחלקיק היא מסת מנוחתו מהירה את האור בריבוע ומכופלת בגורם לורנץ.
כאשר משתמשים בטכונים לחומר רגיל אנו רואים כי אנרגיה עולה במהירות והופכת לאינסופית ככל שהמהירות מתקרבת למהירות האור. אם המסה היא דמיונית יהיה לנו שגם מכנה של השבר צריך להיות דמיוני כדי להשיג את המספר האמיתי האנרגטי המשותף. כדי שהמכנה יהיה דמיוני, מספר השורש הריבועי חייב להיות שלילי. זה יקרה רק אם מהירות ההליכה המסוימת גדולה ממהירות האור. מכאן מקור העובדה שהטכיון הוא חלקיק שנע במהירות גבוהה יותר מאשר האור.
מגבלות ותורת השדה
יש לזכור כי הטכיון מוגבל על ידי יחס הסוג המרחבי של גרפיט המתקבל על ידי ניתוח אנרגיה ורגע. לכן, חלקיק היפותטי זה לעולם לא יכול ללכת לאט יותר ממהירות האור. כעובדה מוזרה, ככל שאנרגיית החלקיק הזה פוחתת, מהירותו עולה.
אם טייצ'ונים היו קיימים ויכולים לתקשר עם חומר רגיל ניתן להפר את עקרון הסיבתיות. עקרון זה מתאר את הקשר בין סיבות ותוצאות. זהו עיקרון בסיסי לכל מדעי הטבע, במיוחד בתחום הפיזיקה. ניתן ללמוד סיבתיות גם מנקודות מבט אחרות כגון פילוסופיה, חישוב וסטטיסטיקה.
על פי תורת היחסות הכללית, ניתן לבנות זמני חלל בהם חלקיקים יכולים להתפשט מהר יותר ממהירות האור. זהו מרחב זמן תמיד ביחס לצופה רחוק.
אם נלך לתיאוריית השדות אנו רואים כי בדרך כלל הטכיון הוא שדה סקלרי. במקרה זה, יש לו מסה בריבוע שלילית. העובדה שפרט כזה קיים פירושה שיש חוסר יציבות של הוואקום בחלל-זמן. הסיבה לכך היא שלאנרגיית הוואקום יש מקסימום ולא מינימום. דחף קטן במרחב ובזמן זה עלול לגרום לריקבון של אמפליטודות אקספוננציאליות המייצרות עיבוי של טכונים.
הטכיון מופיעים גם בגרסאות רבות של תורת המיתרים. תיאוריה זו קובעת זאת כל מה שאנחנו רואים הם חלקיקים המחולקים לאלקטרונים, פוטונים, גרביטונים, וכו ' כל החלקיקים הללו הם למעשה מצבי רטט שונים של אותו מחרוזת. לאחר מכן, ניתן להסיק את המסה של מסוים כאותה רטט שמפעיל המחרוזת. הטכיון מופיעים בספקטרום המצבים של האקורד המותר ומשמעות הדבר היא שלחלק מהמדינות יש מסות בריבוע שליליות. לכן, הם המונים דמיוניים.
האם טכונים יכולים לענות על שאלות על היקום?
המדענים הרב פריד, מאוניברסיטת בראון, ו איב גאבליני, מ- INLN-Université de Nice, קחו בחשבון שאפשר לפתור את תעלומות המודל הסטנדרטי על ידי טכונים. מדענים אלה העלו מודל המבוסס על טכונים תוך כדי ניסיון למצוא הסבר לאנרגיה אפלה בחלל. למודל שיצרו היו קשיים מתמטיים שונים מכיוון שהיו מספרים דמיוניים בלתי צפויים לחלוטין.
אנו יודעים שמסת המנוחה של הטכיון היא מספר דמיוני. זה לא המקרה עם חלקיקים רגילים. המדענים הבינו שבאמצעות הכללת זוגות הטכיון והתנועות נגד הטכיון ניתן לחסל מספרים דמיוניים שלא עזרו להשלים את החישובים. הם יכלו גם להסביר את התפשטותו המהירה של היקום ברגעים הראשוניים ליצירתו.
לא ניתן להכחיש הנחות אלה על ידי שום ניסוי ניסיוני. עם זאת, המודל מתאים באופן מושלם לכל נתוני הניסוי הקיימים כיום על אנרגיה אפלה ואנרגיית האינפלציה שהתרחשה כאשר המפץ הגדול יצר את היקום.
כל החישובים הללו מצביעים על כך שטחיונים בעלי אנרגיה גבוהה יהיו מסוגלים לספוג מחדש כמעט את כל הפוטונים הנפלטים ולכן, הם הופכים לבלתי נראים.
אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על מה הם טכונים.