In de natuurkunde en astronomie worden hypothetische deeltjes bestudeerd die sneller kunnen reizen dan de lichtsnelheid. Deze hypothetische deeltjes worden genoemd tachyons. Hoewel Einsteins relativiteitstheorie ons vertelt dat deeltjes niet sneller kunnen reizen dan de snelheid van het licht, worden dit soort deeltjes gebruikt om verschillende onderzoeken uit te voeren waaruit grote wetenschappelijke voordelen worden behaald.
In dit artikel gaan we je alles vertellen wat je moet weten over tachyons en hun kenmerken.
Wat zijn tachyons
Wanneer we de verschillende deeltjes analyseren die door ruimte en tijd reizen in de fysica of gastronomie, zeggen we dat er een limiet is aan de lichtsnelheid. Wie sneller kan reizen dan het licht, zal in de tijd kunnen reizen. Uit de verzameling tachyons die met hoge snelheid kunnen reizen, wordt tachyonenergie geboren. Dit type energie is neutraal en beweegt met een snelheid van 27 keer de lichtsnelheid. De tachyons zijn de componenten van dit type energie en komen overeen met de energie van het denken.
Als we het analyseren vanuit het oogpunt van Einsteins speciale relativiteitstheorie, is de tachyon een hypothetisch deeltje met een ruimtetype quadrimoment. Dit impliceert dat zijn energie en momenten echt zijn, zijn massa in rust zou een denkbeeldig getal zijn. Dit betekent dat je quad negatief zal zijn. We analyseren je eigen moment en zien dat je een tachyon gaat ervaren die ook denkbeeldig is.
Een merkwaardig effect dat tachyons dit hebben, in tegenstelling tot echte deeltjes, groeit de snelheid van deze deeltjes naarmate hun energie groeit. Het gevolg dat dit kan gebeuren, is te wijten aan de speciale relativiteitstheorie. Hypothetisch markeren we een soort tachyon met een negatieve vierkante massa. Als we het met Einstein eens zijn, is de totale energie die een deeltje heeft zijn rustmassa maal de lichtsnelheid in het kwadraat en vermenigvuldigd met de Lorentzfactor.
Wanneer tachyons worden gebruikt voor gewone materie, zien we dat energie toeneemt met de snelheid en oneindig wordt naarmate de snelheid de snelheid van het licht nadert. Als de massa imaginair is, zullen we hebben dat de noemer van de breuk ook imaginair moet zijn om het gemeenschappelijke energetische reële getal te verkrijgen. Om de noemer imaginair te zijn, moet het vierkantswortelgetal negatief zijn. Dit zal alleen gebeuren als de snelheid van het specifieke gaan groter is dan de snelheid van het licht. Dit is waar het feit dat de tachyon een deeltje is dat met een hogere snelheid reist, licht doet werken.
Beperkingen en veldtheorie
Houd er rekening mee dat tachyons worden beperkt door de ruimtelijke typeverhouding van grafiet die wordt verkregen door energie en moment te analyseren. Daarom kan dit hypothetische deeltje nooit lagere snelheden bereiken dan die van licht. Het is een merkwaardig feit dat naarmate de energie van dit deeltje afneemt, zijn snelheid toeneemt.
Als er tachyons bestonden die zouden kunnen interageren met gewone materie het causaliteitsbeginsel kan worden geschonden. Dit principe beschrijft de relatie tussen oorzaken en gevolgen. Het is een fundamenteel principe voor alle natuurwetenschappen, vooral op het gebied van natuurkunde. Causaliteit kan ook worden bestudeerd vanuit andere perspectieven, zoals filosofie, berekening en statistiek.
Volgens de algemene relativiteitstheorie is het mogelijk om ruimtetijden te bouwen waarin deeltjes zich sneller kunnen voortplanten dan de lichtsnelheid. Dit is een tijdsruimte die altijd relatief is ten opzichte van een verre waarnemer.
Als we naar veldtheorie gaan, zien we dat tachyonen meestal een scalair veld zijn. In dit geval heeft het een negatieve vierkante massa. Het feit dat zo'n bijzonder bestaat, betekent dat er een instabiliteit is van het ruimte-tijdvacuüm. Dit komt doordat de vacuümenergie een maximum heeft in plaats van een minimum. Een kleine impuls in deze ruimte en tijd kan een verval van exponentiële amplitudes veroorzaken die een condensatie van tachyonen produceert.
Tachyons komen ook voor in veel versies van snaartheorie. Deze theorie stelt dat alles wat we zien zijn deeltjes verdeeld in elektronen, fotonen, gravitonen, enzovoort. Al deze deeltjes zijn eigenlijk verschillende vibratietoestanden van dezelfde snaar. Vervolgens kan de massa van een bepaald worden afgeleid als die trilling die door de snaar wordt uitgeoefend. De tachyonen verschijnen in het spectrum van toestanden van het toegestane akkoord en het betekent dat sommige toestanden een negatieve kwadraatmassa hebben. Daarom zijn het denkbeeldige massa's.
Kunnen tachyons vragen over het universum beantwoorden?
De wetenschappers Kruid Gebakken, van Brown University, en yves gabellini, van INLN-Université de Nice, bedenken dat de mysteries van het standaardmodel kunnen worden opgelost door tachyons. Deze wetenschappers hebben een model bedacht op basis van tachyons terwijl ze een verklaring probeerden te vinden voor donkere energie in de ruimte. Het model dat ze maakten, had verschillende wiskundige problemen omdat er totaal onverwachte denkbeeldige getallen waren.
We weten dat de restmassa van een tachyon een denkbeeldig getal is. Dit is niet het geval bij gewone deeltjes. Wetenschappers realiseerden zich dat het opnemen van fluctuerende tachyon- en anti-tachyon-paren denkbeeldige getallen kon elimineren die niet hielpen bij het voltooien van berekeningen. Ze zouden ook de snelle expansie van het universum kunnen verklaren in de eerste momenten van zijn schepping.
Deze aannames kunnen door geen enkele experimentele test worden ontkend. Het model past echter perfect bij alle experimentele gegevens die momenteel beschikbaar zijn over donkere energie en de energie van inflatie die optrad toen de oerknal het universum creëerde.
Al deze berekeningen suggereren dat hoogenergetische tachyonen in staat zouden zijn om bijna alle fotonen die worden uitgezonden, opnieuw te absorberen en daarom ze worden onzichtbaar.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over wat tachyons zijn.