С тех пор, как Эйнштейн обнародовал свою теорию относительности, скорость света считается физической константой Вселенной, связывающей пространство и время. Короче говоря, это была скорость, с которой считалось, что свет и все другие формы электромагнитного излучения всегда движутся в пустом пространстве, независимо от движения источника или инерциальной системы отсчета наблюдателя. Но предположим на секунду, что существует частица, которая бросает вызов этому закону, которая может существовать в рамках релятивистской вселенной, но в то же время игнорировать основы, на которых она построена? Звучит невозможно, но существование такой частицы вполне может быть необходимо с квантовой точки зрения, решая ключевые вопросы, возникающие в этой хаотической теории. Она известна как Тахионная Частица, гипотетическая субатомная частица, которая может двигаться быстрее света и создает ряд интригующих проблем и возможностей в области физики.
На языке специальной теории относительности тахион был бы частицей с пространственно-подобным четырехимпульсом и мнимым собственным временем. Их существование было впервые приписано немецкому физику Арнольду Зоммерфельду; хотя именно Джеральд Фейнберг впервые придумал этот термин в 1960-х годах, и несколько других ученых помогли продвинуть теоретическую основу, в которой, как полагают, существуют тахионы. Первоначально они были предложены в рамках квантовой теории поля как способ объяснить нестабильность системы, но тем не менее создали проблемы для теории специальной теории относительности.
Например, если бы тахионы были обычными локализуемыми частицами, которые могли бы использоваться для отправки сигналов быстрее света, это привело бы к нарушениям причинности в специальной теории относительности. Но в рамках квантовой теории поля тахионы понимаются как означающие нестабильность системы и рассматриваются с использованием теории, известной как конденсация тахионов, процесс, который пытается разрешить свое существование, объясняя их в терминах более понятных явлений, а не как реальные частицы быстрее, чем свет. Тахионные поля появились теоретически в различных контекстах, таких как теория бозонных струн. В общем, теория струн гласит, что то, что мы видим как «частицы» - электроны, фотоны, гравитоны и т. Д., - это фактически разные колебательные состояния одной и той же базовой струны. В этом контексте тахион может показаться либо признаком нестабильности в системе D-браны, либо внутри самого пространства-времени.
Несмотря на теоретические аргументы против существования частиц тахиона, были проведены экспериментальные поиски, чтобы проверить предположение против их существования; однако экспериментальных доказательств существования частиц тахиона обнаружено не было.
Мы написали много статей о тахионах для журнала Space. Вот статья об элементарных частицах, а также статья о теории относительности Эйнштейна.
Если вам нужна дополнительная информация о тахионах, ознакомьтесь с этими статьями в Science World. Также вы можете просмотреть форум на тему тахионов.
Мы также записали целый эпизод «Астрономического актера», посвященный теории специальной теории относительности. Послушайте, Эпизод 9: Теория особой относительности Эйнштейна.
Источники:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tachyon
http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light
http://scienceworld.wolfram.com/physics/Tachyon.html
http://en.wikipedia.org/wiki/D-brane
http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/warp.html
