În fizică și astronomie, sunt studiate particule ipotetice care sunt capabile să călătorească mai repede decât viteza luminii. Aceste particule ipotetice sunt numite tahioni. Deși teoria relativității lui Einstein ne spune că particulele nu pot călători mai repede decât viteza luminii, aceste tipuri de particule sunt folosite pentru a efectua diverse studii din care se obțin mari beneficii științifice.
În acest articol vă vom spune tot ce trebuie să știți despre tahioni și caracteristicile lor.
Ce sunt tahioni
Când analizăm diferitele particule care călătoresc prin spațiu și timp în fizică sau gastronomie, spunem că există un plafon al vitezei luminii. Oricine poate călători cu o viteză mai mare decât lumina, va putea călători în timp. Din setul de tahioni care sunt capabili să călătorească cu viteză mare, se naște energia tahionică. Acest tip de energie este neutru și se deplasează cu o viteză de 27 de ori mai mare decât viteza luminii. Tahionii sunt componentele acestui tip de energie și corespund energiei gândirii.
Dacă îl analizăm din punctul de vedere al teoriei relativității speciale a lui Einstein, tahionul este o particulă ipotetică care are un quadrimoment de tip spațial. Aceasta implică faptul că energia și momentele sale sunt reale, masa sa în repaus ar fi un număr imaginar. Aceasta înseamnă că quad-ul dvs. va fi negativ. Vă analizăm propriul moment de timp și vedem că veți experimenta un tahion care este, de asemenea, imaginar.
Un efect curios pe care tahionii îl au, spre deosebire de particulele reale, viteza acestor particule crește pe măsură ce energia lor crește. Consecința că acest lucru se poate întâmpla se datorează relativității speciale. Ipotetic marcăm un fel de tahion cu o masă pătrată negativă. Dacă suntem de acord cu Einstein, energia totală pe care o are o particulă este masa sa de odihnă de ori viteza luminii pătrată și înmulțită cu factorul Lorentz.
Când tahionii sunt folosiți pentru materie obișnuită, vedem că energia crește odată cu viteza și devine infinită pe măsură ce viteza se apropie de viteza luminii. Dacă masa este imaginară vom avea că numitorul fracției trebuie să fie și imaginar pentru a obține numărul real de energie comună. Pentru ca numitorul să fie imaginar, numărul din rădăcina pătrată trebuie să fie negativ. Acest lucru se va întâmpla numai dacă viteza mersului particular este mai mare decât viteza luminii. Aici își are originea faptul că tahionul este o particulă care se deplasează cu o viteză mai mare va face ca lumina să o facă.
Limitări și teoria câmpului
Trebuie remarcat faptul că tahionii sunt limitați de proporția tipului spațial de grafit care se obține prin analiza energiei și a momentului. Prin urmare, această particulă ipotetică nu poate merge niciodată la viteze mai mici decât cea a luminii. Ca fapt curios, pe măsură ce energia acestei particule scade, viteza acesteia crește.
Dacă tahionii ar exista și ar putea interacționa cu materia obișnuită principiul cauzalității ar putea fi încălcat. Acest principiu descrie relația dintre cauze și efecte. Este un principiu fundamental pentru toate științele naturii, în special în domeniul fizicii. Cauzalitatea poate fi, de asemenea, studiată din alte perspective, cum ar fi filozofia, calculul și statistica.
Conform teoriei relativității generale, este posibil să se construiască spațiu-timp în care particulele se pot propaga mai repede decât viteza luminii. Acesta este un spațiu de timp întotdeauna relativ la un observator îndepărtat.
Dacă mergem la teoria câmpului, vedem că tahionii sunt de obicei un câmp scalar. În acest caz, are o masă pătrată negativă. Faptul că există o astfel de particularitate înseamnă că există o instabilitate a vidului spațiu-timp. Acest lucru se datorează faptului că energia de vid are un maxim mai degrabă decât un minim. Un mic impuls în acest spațiu și timp ar putea provoca o descompunere a amplitudinilor exponențiale care produce o condensare a tahionilor.
Tahionii apar și în multe versiuni ale teoriei șirurilor. Această teorie afirmă că tot ce vedem sunt particule împărțite în electroni, fotoni, gravitoni, etc. Toate aceste particule sunt de fapt stări vibratorii diferite ale aceluiași șir. Apoi, masa unui anumit anume poate fi dedusă ca acea vibrație exercitată de șir. Tahionele apar în spectrul de stări ale coardei admise și înseamnă că unele stări au mase pătrate negative. Prin urmare, acestea sunt mase imaginare.
Ar putea tahionii să răspundă la întrebări despre univers?
Oamenii de stiinta Ierburi Prajite, de la Universitatea Brown și Yves gabellini, de la INLN-Université de Nice, consideră că misterele modelului standard pot fi rezolvate de tahioni. Acești oameni de știință au venit cu un model bazat pe tahioni în timp ce încercau să găsească o explicație pentru energia întunecată din spațiu. Modelul pe care l-au creat a avut diverse dificultăți matematice, deoarece au existat numere imaginare total neașteptate.
Știm că masa de repaus a unui tahion este un număr imaginar. Nu este cazul particulelor obișnuite. Oamenii de știință au realizat că, incluzând perechi fluctuante de tahion și anti-tahion, numerele imaginare care nu au ajutat la finalizarea calculelor ar putea fi eliminate. De asemenea, ar putea explica expansiunea rapidă a universului în momentele inițiale ale creării sale.
Aceste ipoteze nu pot fi negate de niciun test experimental. Cu toate acestea, modelul se potrivește perfect cu toate datele experimentale disponibile în prezent privind energia întunecată și energia inflației care a avut loc atunci când big bang-ul a creat universul.
Toate aceste calcule sugerează că tahionii cu energie ridicată ar putea reabsorbi aproape toți fotonii emiși și, prin urmare, devin invizibili.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre ce sunt tahioni.