В физике и астрономии изучаются гипотетические частицы, способные перемещаться со скоростью, превышающей скорость света. Эти гипотетические частицы называются тахионы. Хотя теория относительности Эйнштейна говорит нам, что частицы не могут двигаться быстрее скорости света, эти типы частиц используются для выполнения различных исследований, которые приносят большую научную пользу.
В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о тахионах и их характеристиках.
Что такое тахионы
Когда мы анализируем различные частицы, которые путешествуют в пространстве и времени в физике или гастрономии, мы говорим, что существует предел скорости света. Тот, кто может путешествовать со скоростью, превышающей скорость света, сможет путешествовать во времени. Из набора тахионов, способных перемещаться с большой скоростью, рождается тахионная энергия. Этот вид энергии нейтральный и движется со скоростью, в 27 раз превышающей скорость света. Тахионы являются компонентами этого типа энергии и соответствуют энергии мысли.
Если проанализировать его с точки зрения специальной теории относительности Эйнштейна, тахион - это гипотетическая частица, имеющая квадримомент пространственного типа. Это означает, что его энергия и моменты реальны, а его масса в состоянии покоя была бы мнимым числом. Это означает, что ваш квад будет отрицательным. Мы анализируем ваш собственный момент времени и видим, что вы испытаете тахион, который также является воображаемым.
Любопытно, что тахионы обладают, в отличие от реальных частиц, тем, что скорость этих частиц растет вместе с их энергией. Следствие того, что это может произойти, связано со специальной теорией относительности. Гипотетически мы отмечаем некий тахион с отрицательной квадратной массой. Если согласиться с Эйнштейном, полная энергия частицы равна его масса покоя, умноженная на квадрат скорости света, умноженная на коэффициент Лоренца.
Когда тахионы используются для обычной материи, мы видим, что энергия увеличивается со скоростью и становится бесконечной, когда скорость приближается к скорости света. Если масса мнимая, мы получим, что знаменатель дроби также должен быть мнимым, чтобы получить общее действительное число энергии. Чтобы знаменатель был мнимым, квадратный корень должен быть отрицательным. Это произойдет только в том случае, если скорость движения будет больше скорости света. Отсюда и проистекает тот факт, что тахион - это частица, которая движется с более высокой скоростью, чем свет.
Ограничения и теория поля
Следует отметить, что тахионы ограничены пропорцией пространственного типа графита, которая получается путем анализа энергии и момента. Следовательно, эта гипотетическая частица никогда не сможет двигаться со скоростью ниже скорости света. Любопытный факт: по мере уменьшения энергии этой частицы ее скорость увеличивается.
Если бы тахионы существовали и могли взаимодействовать с обычным веществом может быть нарушен принцип причинности. Этот принцип описывает взаимосвязь между причинами и следствиями. Это фундаментальный принцип всех естественных наук, особенно в области физики. Причинность также можно изучать с других точек зрения, таких как философия, вычисления и статистика.
Согласно общей теории относительности, можно построить пространство-время, в котором частицы могут распространяться быстрее скорости света. Это пространство времени всегда относительно удаленного наблюдателя.
Если мы обратимся к теории поля, то увидим, что тахионы обычно являются скалярным полем. В этом случае он имеет отрицательный квадрат массы. Тот факт, что такая особенность существует, означает, что существует нестабильность пространственно-временного вакуума. Это потому, что энергия вакуума имеет максимум, а не минимум. Небольшой импульс в этом пространстве и времени может вызвать затухание экспоненциальных амплитуд, что приведет к конденсации тахионов.
Тахионы также появляются во многих версиях теории струн. Эта теория утверждает, что все, что мы видим, - это частицы, разделенные на электроны, фотоны, гравитоны, и т.п. Все эти частицы на самом деле являются разными колебательными состояниями одной и той же струны. Затем масса конкретного элемента может быть вычислена как вибрация, производимая струной. Тахионы появляются в спектре состояний допустимой хорды, а это означает, что некоторые состояния имеют отрицательные квадраты масс. Следовательно, это мнимые массы.
Могут ли тахионы ответить на вопросы о Вселенной?
Ученые Херб жареный, из Университета Брауна и Ив габеллинииз INLN-Université de Nice, считают, что загадки Стандартной модели могут быть решены с помощью тахионов. Эти ученые придумали модель, основанную на тахионах, пытаясь найти объяснение темной энергии в космосе. Созданная ими модель имела различные математические трудности, поскольку были совершенно неожиданными мнимыми числами.
Мы знаем, что масса покоя тахиона - мнимое число. С обычными частицами дело обстоит иначе. Ученые поняли, что, включив колеблющиеся пары тахионов и антитахионов, можно исключить мнимые числа, которые не помогли завершить вычисления. Они также могли объяснить быстрое расширение Вселенной в начальные моменты ее создания.
Эти предположения нельзя опровергнуть ни одной экспериментальной проверкой. Тем не менее, модель полностью соответствует всем имеющимся в настоящее время экспериментальным данным о темной энергии и энергии инфляции, которая произошла, когда Большой взрыв создал Вселенную.
Все эти расчеты предполагают, что тахионы высоких энергий будут способны реабсорбировать почти все испускаемые фотоны и, следовательно, они становятся невидимыми.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о том, что такое тахионы.