У фізиці та астрономії вивчаються гіпотетичні частинки, здатні рухатися швидше, ніж швидкість світла. Ці гіпотетичні частинки називаються тахіони. Хоча теорія відносності Ейнштейна говорить нам, що частинки не можуть рухатися швидше, ніж швидкість світла, ці типи частинок використовуються для проведення різних досліджень, від яких отримують великі наукові переваги.
У цій статті ми розповімо вам все, що вам потрібно знати про тахіони та їх характеристики.
Що таке тахіони
Коли ми аналізуємо різні частинки, які подорожують у просторі та часі у фізиці чи гастрономії, ми говоримо, що існує межа швидкості світла. Той, хто може подорожувати зі швидкістю, швидшою за світло, зможе подорожувати в часі. З набору тахіонів, здатних подорожувати з великою швидкістю, зароджується тахіонна енергія. Цей тип енергії є нейтральним і рухається зі швидкістю, що в 27 разів перевищує швидкість світла. Тахіони є складовими цього типу енергії і відповідають енергії думки.
Якщо проаналізувати його з точки зору теорії спеціальної теорії відносності Ейнштейна, тахіон - це гіпотетична частинка, що має квадримомент космічного типу. Це означає, що його енергія та моменти реальні, а маса спокою - це уявне число. Це означає, що ваш квадроцикл буде негативним. Ми аналізуємо ваш власний момент часу і бачимо, що ви відчуєте тахіон, який також є уявним.
Цікаво, що тахіони мають це, на відміну від реальних частинок, швидкість цих частинок зростає із зростанням їх енергії. Наслідком того, що це може статися, є особлива теорія відносності. Гіпотетично ми позначаємо своєрідний тахіон негативною квадратною масою. Якщо ми погодимося з Ейнштейном, то загальна енергія, яку має частинка, становить його маса спокою помножена на швидкість світла в квадраті і помножена на коефіцієнт Лоренца.
Коли тахіони використовуються для звичайної речовини, ми бачимо, що енергія зростає зі швидкістю і стає нескінченною, коли швидкість наближається до швидкості світла. Якщо маса уявна, ми матимемо, що знаменник дробу також повинен бути уявним, щоб отримати дійсне число спільної енергії. Щоб знаменник був уявним, число квадратного кореня має бути від’ємним. Це станеться лише в тому випадку, якщо швидкість конкретного руху більша за швидкість світла. Саме звідси бере початок той факт, що тахіон - це частинка, яка рухається з більшою швидкістю, ніж світло.
Обмеження та теорія поля
Майте на увазі, що тахіони обмежені просторовим співвідношенням типу графіту, яке отримується аналізом енергії та моменту. Отже, ця гіпотетична частинка ніколи не може рухатися зі швидкістю, нижчою за швидкість світла. Як дивний факт, коли енергія цієї частинки зменшується, швидкість її зростає.
Якби тахіони існували і могли взаємодіяти зі звичайною речовиною принцип причинності міг бути порушений. Цей принцип описує взаємозв'язок між причинами та наслідками. Це фундаментальний принцип для всіх природничих наук, особливо у галузі фізики. Причинність також можна вивчати з інших точок зору, таких як філософія, обчислення та статистика.
Згідно з теорією загальної теорії відносності, можна будувати просторові часи, в яких частинки можуть поширюватися швидше, ніж швидкість світла. Це простір часу, завжди відносно віддаленого спостерігача.
Якщо ми переходимо до теорії поля, ми бачимо, що тахіони зазвичай є скалярним полем. У цьому випадку вона має від’ємну квадратичну масу. Той факт, що існує така особливість, означає нестабільність просторово-часового вакууму. Це тому, що енергія вакууму має максимум, а не мінімум. Невеликий імпульс у цьому просторі та часі може спричинити занепад експоненціальних амплітуд, що спричиняє конденсацію тахіонів.
Тахіони також з'являються у багатьох версіях теорії струн. Ця теорія стверджує, що ми бачимо лише частинки, розділені на електрони, фотони, гравітони, тощо Всі ці частинки насправді є різними вібраційними станами однієї і тієї ж струни. Тоді масу конкретного можна визначити як вібрацію, яку чинить струна. Тахіони з'являються в спектрі станів допустимої хорди, і це означає, що деякі стани мають від'ємні квадратичні маси. Тому вони - уявні маси.
Чи могли тахіони відповісти на запитання про Всесвіт?
Вчені Трава смажена, з Університету Брауна, і Ів Габелліні, від INLN-Université de Nice, вважають, що таємниці Стандартної моделі можна розгадати тахіонами. Ці вчені придумали модель, засновану на тахіонах, намагаючись знайти пояснення темній енергії в космосі. Створена ними модель мала різні математичні труднощі, оскільки існували абсолютно несподівані уявні числа.
Ми знаємо, що маса спокою тахіона - це уявне число. Це не стосується звичайних частинок. Вчені зрозуміли, що включення коливальних тахіонних та антитахіонних пар може усунути уявні числа, які не допомогли завершити обчислення. Вони також можуть пояснити швидке розширення Всесвіту в початкові моменти його створення.
Ці припущення не можуть заперечити жоден експериментальний тест. Однак модель ідеально поєднується з усіма наявними в даний час експериментальними даними щодо темної енергії та енергії інфляції, яка сталася, коли Великий вибух створив Всесвіт.
Всі ці розрахунки дозволяють припустити, що високоенергетичні тахіони зможуть реабсорбувати майже всі фотони, що випромінюються, і, отже, вони стають невидимими.
Я сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете дізнатись більше про те, що таке тахіони.