Fizikoje ir astronomijoje tiriamos hipotetinės dalelės, gebančios keliauti greičiau nei šviesos greitis. Šios hipotetinės dalelės vadinamos tachionai. Nors Einšteino reliatyvumo teorija mums sako, kad dalelės negali judėti greičiau nei šviesos greitis, šios rūšies dalelės naudojamos įvairiems tyrimams atlikti, iš kurių gaunama didelė mokslinė nauda.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską, ką reikia žinoti apie tachionus ir jų ypatybes.
Kas yra tachionai
Analizuodami skirtingas daleles, kurios fizikoje ar gastronomijoje keliauja per erdvę ir laiką, sakome, kad yra šviesos greičio riba. Kas gali važiuoti didesniu nei šviesos greičiu, galės keliauti laiku. Iš tachionų grupės, galinčios važiuoti dideliu greičiu, gimsta tachiono energija. Šio tipo energija yra neutrali ir juda 27 kartus didesniu nei šviesos greitis. Tachionai yra šios rūšies energijos komponentai ir atitinka minties energiją.
Jei analizuosime jį iš Einšteino specialiosios reliatyvumo teorijos taško, tachionas yra hipotetinė dalelė, turinti kosmoso tipo kvadromeną. Tai reiškia, kad jo energija ir momentai yra tikri, o ramybės būsenos masė būtų įsivaizduojamas skaičius. Tai reiškia, kad jūsų keturračiai bus neigiami. Mes analizuojame jūsų pačių laiko momentą ir matome, kad jūs patirsite tachioną, kuris taip pat yra įsivaizduojamas.
Įdomu tai, kad tachionai turi tai, skirtingai nei tikrosios dalelės, šių dalelių greitis auga, kai auga jų energija. To pasekmė, kad taip gali atsitikti, yra dėl ypatingo reliatyvumo. Hipotetiškai tam tikrą tachioną pažymime neigiama kvadratine mase. Jei sutinkame su Einšteinu, visa dalelės energija yra jo ramybės masė padaugina šviesos greitį kvadrate ir padaugina iš Lorentzo koeficiento.
Kai tachionai naudojami įprastai materijai, matome, kad energija didėja greičiu ir tampa begalinė, kai greitis artėja prie šviesos greičio. Jei masė yra įsivaizduojama, turėsime, kad trupmenos vardiklis taip pat turi būti įsivaizduojamas, kad gautume bendrą realųjį energijos skaičių. Kad vardiklis būtų įsivaizduojamas, kvadratinio šaknies skaičius turi būti neigiamas. Tai atsitiks tik tuo atveju, jei konkretaus važiavimo greitis bus didesnis nei šviesos greitis. Čia šviesa privers tai, kad tachionas yra dalelė, keliaujanti didesniu greičiu.
Apribojimai ir lauko teorija
Reikėtų pažymėti, kad tachionus riboja erdvinio grafito tipo dalis, kuri gaunama analizuojant energiją ir momentą. Todėl ši hipotetinė dalelė niekada negali eiti mažesniu nei šviesos greičiu. Kaip įdomu, mažėjant šios dalelės energijai, didėja jos greitis.
Jei tachionai egzistuotų ir galėtų bendrauti su įprasta materija galėjo būti pažeistas priežastingumo principas. Šis principas apibūdina ryšį tarp priežasčių ir pasekmių. Tai yra pagrindinis principas visiems gamtos mokslams, ypač fizikos srityje. Priežastingumą taip pat galima tirti iš kitų perspektyvų, tokių kaip filosofija, skaičiavimas ir statistika.
Pagal bendrojo reliatyvumo teoriją galima sukurti erdvės laikus, kuriuose dalelės galėtų sklisti greičiau nei šviesos greitis. Tai laiko erdvė, visada susijusi su tolimu stebėtoju.
Jei eisime į lauko teoriją, pamatysime, kad tachionai paprastai yra skaliarinis laukas. Šiuo atveju ji turi neigiamą kvadrato masę. Tai, kad tokia ypatybė egzistuoja, reiškia, kad yra erdvės-laiko vakuumo nestabilumas. Taip yra todėl, kad vakuuminė energija turi didžiausią, o ne mažiausią. Mažas impulsas šioje erdvėje ir laike gali sukelti eksponentinių amplitudžių irimą, dėl kurio susidaro tachionų kondensatas.
Tachionai taip pat yra daugelyje stygų teorijos versijų. Ši teorija teigia mes matome tik daleles, suskirstytas į elektronus, fotonus, gravitonus, ir kt. Visos šios dalelės iš tikrųjų yra skirtingos tos pačios stygos vibracinės būsenos. Tada konkretaus elemento masę galima išskaičiuoti kaip tą virvelės sukeltą vibraciją. Tachionai pasirodo leistino akordo būsenų spektre ir tai reiškia, kad kai kurių valstybių masės yra neigiamos. Todėl jie yra įsivaizduojamos masės.
Ar tachionai galėtų atsakyti į klausimus apie Visatą?
Mokslininkai Žolė keptaiš Browno universiteto ir Yvesas Gabellini, iš INLN-Université de Nice, mano, kad standartinio modelio paslaptis gali išspręsti tachionai. Šie mokslininkai, norėdami rasti tamsiosios energijos kosmose paaiškinimą, sugalvojo modelį, pagrįstą tachionais. Jų sukurtas modelis turėjo įvairių matematinių sunkumų, nes buvo visiškai netikėtų įsivaizduojamų skaičių.
Mes žinome, kad tachiono likusi masė yra įsivaizduojamas skaičius. Paprastų dalelių atveju tai nėra. Mokslininkai suprato, kad įtraukus svyruojančias tachiono ir anti-tachiono poras, galima pašalinti įsivaizduojamus skaičius, kurie nepadėjo užbaigti skaičiavimų. Jie taip pat galėtų paaiškinti greitą visatos plėtrą pradiniais jos sukūrimo momentais.
Šios prielaidos negali paneigti jokie eksperimentiniai bandymai. Tačiau modelis puikiai dera su visais šiuo metu turimais eksperimentiniais duomenimis apie tamsiąją energiją ir infliacijos energiją, įvykusią didžiajam sprogimui sukūrus Visatą.
Visi šie skaičiavimai rodo, kad didelės energijos tachionai sugebėtų sugerti beveik visus išskiriamus fotonus ir todėl jie tampa nematomi.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie tai, kas yra tachionai.