Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
В отличие от обычных частиц, таких как электроны или фотоны, тахион – это гипотетическая частица, которая всегда движется быстрее скорости света. И здесь начинается самое интересное.
На самом деле, теория относительности Эйнштейна предсказывает возможность существования тахионов или, скорее, относительность делает тахионы особенными. Без относительности частицы, движущиеся быстрее света, были бы просто очень быстрыми частицами.
Хотя часто говорят, что относительность Эйнштейна гласит, что ничто не может двигаться быстрее света, на самом деле это не так. Специальная теория относительности на самом деле утверждает (среди прочего), что все, что движется медленнее света, всегда будет двигаться медленнее света, все, что движется со скоростью света, всегда будет двигаться со скоростью света, и все, что движется быстрее света, всегда будет двигаться быстрее света.
По сути, ничто не может преодолеть «барьер» скорости света. Так что в теории относительности нет ничего, что запрещало бы существование тахионов.
Однако, основываясь на теории относительности и других теориях, мы можем предсказать определенные свойства, которыми будут обладать тахионы, если они существуют, и они оказываются довольно странными. Например, их масса должна быть представлена мнимым числом. Кроме того, тахион будет становиться все быстрее и быстрее по мере потери энергии, в отличие от обычных частиц, которым нужно набирать энергию, чтобы увеличить свою скорость.
Если вы будете следовать такого рода рассуждениям достаточно далеко, в конечном итоге вы получите бессмысленные результаты. В сочетании с тем фактом, что никаких признаков настоящего тахиона никогда не наблюдалось, это заставляет большинство физиков полагать, что тахионы либо не существуют, либо им запрещено (каким-то пока неизвестным законом физики) взаимодействовать с обычной материей.
До сих пор, вкратце, тахионы — это теоретически постулированные частицы, которые движутся быстрее света и имеют «мнимые» массы (мнимая масса — это странная теоретическая концепция, которая возникает путем извлечения квадратного корня из отрицательного числа; в данном случае это примерно означает, что масса частицы имеет физический смысл только на скоростях, превышающих скорость света).
Тахионы, как я уже упоминал, никогда не были обнаружены в экспериментах как реальные частицы, движущиеся через вакуум, но физики теоретически предсказывают, что тахионоподобные объекты существуют как «квазичастицы» со скоростью, превышающей скорость света (обратите внимание, что это не тахионы, а тахионоподобные), движущиеся через лазероподобные среды. ( они существуют как возбуждения, подобные частицам, похожие на другие квазичастицы, называемые фононами и поляритонами, которые встречаются в твердых телах. «Лазероподобные среды» — это технический термин, относящийся к средам, которые имеют инвертированную атомную заселенность, условия, преобладающие внутри лазера).
Было довольно много экспериментов для обнаружения тахионоподобных квазичастиц. Есть веские научные основания полагать, что такие квазичастицы действительно существуют, потому что уравнения Максвелла, когда они связаны с инвертированными атомными средами, неумолимо приводят к тахионоподобным решениям.
Квантовые оптические эффекты могут производить другой вид эффекта «быстрее света». На самом деле, есть два разных вида эффектов «быстрее света», которые мы обнаружили в экспериментах по квантовой оптике.
Во-первых , физики обнаружили, что фотоны, которые туннелируют через квантовый барьер, по-видимому, могут двигаться быстрее света. Из-за принципа неопределенности у фотона есть небольшой, но вполне реальный шанс внезапно появиться по ту сторону барьера, через квантовый эффект («туннельный эффект»), который, согласно классической физике, кажется невозможным. Туннельный эффект настолько быстр, что кажется, что он происходит быстрее света.
Во-вторых , физики также обнаружили эффект, связанный со знаменитым явлением Эйнштейна-Подольского-Розена , в котором два удаленных друг от друга фотона могут, по-видимому, влиять на поведение друг друга на двух удаленных друг от друга детекторах. Экспериментально было обнаружено, что близнецовые фотоны, испускаемые из общего источника ( кристалла с понижением частоты ), ведут себя коррелированным образом, когда они попадают в два удаленных интерферометра. Это явление можно описать как «влияние быстрее света» одного фотона на его близнеца. Однако из-за внутренней случайности квантовых явлений невозможно контролировать, туннелирует ли данный фотон или нет, и невозможно контролировать, передается ли данный фотон или нет на конечном светоделителе. Следовательно, невозможно отправлять истинные сигналы в коммуникациях быстрее света.
Теперь небольшой итог.
Тахион — это просто общий термин для некой гипотетической частицы, которая движется быстрее скорости света. Согласно специальной теории относительности (которая по сути является теорией о симметрии пространства и времени), эта частица должна иметь мнимую массу. Она также никогда не может замедлиться, но фактически теряет энергию, чтобы ускориться. Тахион действительно живет в странном перевернутом мире.
Действительно ли это предсказание специальной теории относительности?
В общем, специальная теория относительности не занимается предсказанием частиц. Это оставлено квантовым теориям.