Inom fysik och astronomi studeras hypotetiska partiklar som kan resa snabbare än ljusets hastighet. Dessa hypotetiska partiklar kallas tachyoner. Även om Einsteins relativitetsteori säger att partiklar inte kan resa snabbare än ljusets hastighet, används dessa typer av partiklar för att utföra olika studier som ger stora vetenskapliga fördelar.
I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om tachyoner och deras egenskaper.
Vad är tachyoner
När vi analyserar de olika partiklarna som färdas genom rum och tid i fysik eller gastronomi säger vi att det finns ett tak för ljusets hastighet. Den som kan resa snabbare än ljuset kommer att kunna resa i tid. Från uppsättningen tachyoner som kan resa i hög hastighet föds tachyonenergi. Denna typ av energi är neutral och rör sig med en hastighet 27 gånger ljusets hastighet. Tachyoner är komponenterna i denna typ av energi och motsvarar tankens energi.
Om vi analyserar det ur Einsteins särskilda relativitetsteori, är tachyon en hypotetisk partikel som har en rymdriktning. Detta antyder att dess energi och ögonblick är verkliga, dess vila skulle vara ett imaginärt tal. Det betyder att din fyrhjuling blir negativ. Vi analyserar ditt eget ögonblick och ser att du kommer att uppleva en tachyon som också är imaginär.
En märklig effekt att tachyoner har detta, till skillnad från riktiga partiklar, växer dessa partikels hastighet som deras energi att växa. Konsekvensen att detta kan hända beror på speciell relativitet. Hypotetiskt markerar vi ett slags tachyon med en negativ kvadratmassa. Om vi håller med Einstein är den totala energin som en partikel har dess vilmassa gånger ljusets hastighet i kvadrat och multiplicerat med Lorentz-faktorn.
När tachyoner används för vanligt material ser vi att energi ökar med hastighet och blir oändlig när hastigheten närmar sig ljusets hastighet. Om massan är imaginär kommer vi att ha att nämnaren för fraktionen också måste vara imaginär för att få det gemensamma energirealtalet. För att nämnaren ska vara imaginär måste siffran i kvadratroten vara negativ. Detta kommer bara att hända om hastigheten för den aktuella körningen är större än ljusets hastighet. Det är här det faktum att tachyonen är en partikel som rör sig med högre hastighet kommer att få ljuset att göra.
Begränsningar och fältteori
Tänk på att tachyoner är begränsade av det rumsliga förhållandet grafit som erhålls genom att analysera energi och moment. Därför kan denna hypotetiska partikel aldrig gå i lägre hastigheter än ljusets. Som ett märkligt faktum, när energin i denna partikel minskar, ökar dess hastighet.
Om tachyoner fanns och kunde interagera med vanlig materia principen om kausalitet skulle kunna kränkas. Denna princip beskriver förhållandet mellan orsaker och effekter. Det är en grundläggande princip för all naturvetenskap, särskilt inom fysikområdet. Kausalitet kan också studeras från andra perspektiv som filosofi, beräkning och statistik.
Enligt teorin om allmän relativitet är det möjligt att bygga rymdtider där partiklar kan fortplantas snabbare än ljusets hastighet. Detta är ett tidsrymd alltid i förhållande till en avlägsen observatör.
Om vi går till fältteori ser vi att tachyoner vanligtvis är ett skalärt fält. I det här fallet har den en negativ kvadratmassa. Det faktum att ett sådant särskilt existerar betyder att det finns en instabilitet i rum-tid-vakuumet. Detta beror på att vakuumenergin har ett snarare än ett minimum. En liten impuls i detta utrymme och tid kan orsaka en sönderfall av exponentiella amplituder som producerar kondens av tachyoner.
Tachyons förekommer också i många versioner av strängteori. Denna teori säger att allt vi ser är partiklar uppdelade i elektroner, fotoner, gravitoner, etc. Alla dessa partiklar är faktiskt olika vibrationstillstånd av samma sträng. Sedan kan massan av en viss härledas som den vibration som utövas av strängen. Tachyonerna förekommer i tillståndsspektrumet för det tillåtna ackordet och det betyder att vissa stater har negativa kvadratmassor. Därför är de imaginära massor.
Kan tachyoner svara på frågor om universum?
Forskarna Ört stekt, från Brown University, och Yves gabellini, från INLN-Université de Nice, anser att mysterierna med standardmodellen kan lösas med tachyoner. Dessa forskare har kommit med en modell baserad på tachyoner när de försöker hitta en förklaring till mörk energi i rymden. Modellen de skapade hade olika matematiska svårigheter eftersom det fanns helt oväntade imaginära siffror.
Vi vet att en tachyons vilmassa är ett imaginärt tal. Detta är inte fallet med vanliga partiklar. Forskare insåg att genom att inkludera fluktuerande tachyon- och anti-tachyon-par kunde imaginära siffror som inte hjälpte till att slutföra beräkningarna elimineras. De kunde också förklara universums snabba expansion i de första ögonblicken av dess skapande.
Dessa antaganden kan inte nekas av något experimentellt test. Modellen passar emellertid perfekt med alla experimentella data som för närvarande finns tillgängliga om mörk energi och den energi av inflation som inträffade när Big Bang skapade universum.
Alla dessa beräkningar föreslår att högenergi tachyoner skulle kunna absorbera nästan alla fotoner som släpps ut och därför de blir osynliga.
Jag hoppas att med denna information kan du lära dig mer om vad tachyoner är.