V fiziki in astronomiji preučujejo hipotetične delce, ki lahko potujejo hitreje od svetlobne hitrosti. Ti hipotetični delci se imenujejo tahioni. Čeprav nam Einsteinova teorija relativnosti pravi, da delci ne morejo potovati hitreje od svetlobne hitrosti, se te vrste delcev uporabljajo za izvajanje različnih študij, od katerih so pridobljene velike znanstvene koristi.
V tem članku vam bomo povedali vse, kar morate vedeti o tahionih in njihovih značilnostih.
Kaj so tahioni
Ko analiziramo različne delce, ki potujejo skozi prostor in čas v fiziki ali gastronomiji, rečemo, da obstaja meja svetlobne hitrosti. Kdor lahko potuje s hitrostjo, ki je hitrejša od svetlobe, bo lahko potoval skozi čas. Iz nabora tahijonov, ki so sposobni potovati z veliko hitrostjo, se rodi tahionska energija. Ta vrsta energije je nevtralna in premika se s hitrostjo, 27-kratno hitrostjo svetlobe. Tahijoni so sestavni deli te vrste energije in ustrezajo energiji misli.
Če jo analiziramo z vidika Einsteinove teorije posebne relativnosti, je tahion hipotetični delec, ki ima kvadrimoment vesoljskega tipa. To pomeni, da so njegova energija in trenutki resnični, masa v mirovanju bi bila namišljeno število. To pomeni, da bo vaša četverica negativna. Analiziramo vaš lasten trenutek in vidimo, da boste doživeli tahion, ki je tudi namišljen.
Nenavaden učinek tahjonov je, da v nasprotju z resničnimi delci hitrost teh delcev raste, ko raste njihova energija. Posledica tega, da se to lahko zgodi, je posebna relativnost. Hipotetično označimo nekakšen tahion z negativno kvadratno maso. Če se strinjamo z Einsteinom, je celotna energija delca njegova masa počitka pomnožena s svetlobno hitrostjo na kvadrat in pomnoženo z Lorentzovim faktorjem.
Ko se tahioni uporabljajo za običajno snov, vidimo, da se energija s hitrostjo povečuje in postane neskončna, ko se hitrost približuje svetlobni hitrosti. Če je masa namišljena, bomo imeli, da mora biti imenovalec ulomka tudi namišljen, da dobimo skupno energijsko realno število. Da je imenovalec namišljen, mora biti kvadratno korensko število negativno. To se bo zgodilo le, če je hitrost določenega poteka večja od hitrosti svetlobe. Tu izvira dejstvo, da je tahion delček, ki potuje z večjo hitrostjo kot svetloba.
Omejitve in teorija polja
Opozoriti je treba, da so tahioni omejeni z deležem grafitnega prostorskega tipa, ki ga dobimo z analizo energije in trenutka. Zato ta hipotetični delec nikoli ne more iti s hitrostjo, nižjo od svetlobe. Kot nenavadno dejstvo, ko se energija tega delca zmanjšuje, se njegova hitrost poveča.
Če bi tahioni obstajali in bi lahko komunicirali z navadno snovjo načelo vzročnosti bi lahko bilo kršeno. To načelo opisuje razmerje med vzroki in posledicami. To je temeljno načelo za vse naravoslovne vede, zlasti na področju fizike. Vzročnost lahko preučujemo tudi z drugih vidikov, kot so filozofija, računanje in statistika.
Po teoriji splošne relativnosti je mogoče zgraditi vesoljske čase, v katerih se lahko delci širijo hitreje od svetlobne hitrosti. To je časovni prostor, ki je vedno povezan z oddaljenim opazovalcem.
Če gremo k teoriji polja, vidimo, da so tahioni običajno skalarno polje. V tem primeru ima negativno kvadratno maso. Dejstvo, da obstaja tako posebno, pomeni nestabilnost prostorsko-časovnega vakuuma. Razlog za to je, da ima energija vakuuma maksimum in ne minimum. Majhen impulz v tem prostoru in času bi lahko povzročil razpad eksponentnih amplitud, ki povzroči kondenzacijo tahionov.
Tahioni se pojavljajo tudi v številnih različicah teorije strun. Ta teorija trdi, da vidimo le delce, razdeljene na elektrone, fotone, gravitone, itd. Vsi ti delci so dejansko različna vibracijska stanja iste strune. Nato lahko maso posameznika ugotovimo kot tresljaj, ki ga izvaja vrvica. Tahioni se pojavijo v spektru stanj dovoljene tetive, kar pomeni, da imajo nekatera stanja negativne kvadratne mase. Zato so namišljene mase.
Bi lahko tahioni odgovorili na vprašanja o vesolju?
Znanstveniki Zeleno ocvrto, z univerze Brown in yves gabellini, iz INLN-Université de Nice, menijo, da lahko skrivnosti standardnega modela rešujejo tahioni. Ti znanstveniki so prišli do modela, ki temelji na tahionih, medtem ko so poskušali najti razlago za temno energijo v vesolju. Model, ki so ga ustvarili, je imel različne matematične težave, saj so bila povsem nepričakovana namišljena števila.
Vemo, da je masa mirovanja tahiona namišljeno število. To ne velja za navadne delce. Znanstveniki so ugotovili, da je mogoče z vključevanjem nihajočih tahionskih in antitahionskih parov izločiti namišljena števila, ki niso pomagala dokončati izračunov. Lahko bi tudi razložili hitro širjenje vesolja v začetnih trenutkih njegovega nastanka.
Tega predpostavka ne more zanikati noben eksperimentalni test. Vendar se model popolnoma prilega vsem eksperimentalnim podatkom, ki so trenutno na voljo o temni energiji in energiji inflacije, ki se je zgodila, ko je Veliki pok ustvaril vesolje.
Vsi ti izračuni nakazujejo, da bi bili visokoenergijski tahioni sposobni reabsorbirati skoraj vse oddane fotone in zato postanejo nevidni.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kaj so tahioni.