Tahijoni

U fizici i astronomiji proučavaju se hipotetske čestice koje su sposobne da putuju brže od brzine svjetlosti. Te hipotetičke čestice su pozvane tahioni. Iako nam Ajnštajnova teorija relativnosti govori da čestice ne mogu da putuju brže od brzine svetlosti, ova vrsta čestica se koristi za izvođenje različitih studija od kojih se dobijaju velike naučne koristi. Ako želite da saznate više o modernoj fizici i njenim konceptima, možete se obratiti šta je kvantna fizika.

U ovom ćemo vam članku reći sve što trebate znati o tahionima i njihovim karakteristikama.

Šta su tahioni

Kada analiziramo u fizici ili astronomiji različite čestice koje putuju kroz prostor i vrijeme, kažemo da postoji ograničenje brzine svjetlosti. Ko god može da putuje brzinom većom od svetlosti, moći će da putuje kroz vreme. Tahionska energija se rađa iz skupa tahiona koji su sposobni da putuju velikom brzinom. Ova vrsta energije je neutralna i kreće se brzinom 27 puta većom od brzine svetlosti. Tahioni su komponente ove vrste energije i odgovaraju energiji misli.

Ako ga analiziramo sa stanovišta Einsteinove teorije posebne relativnosti, tahion je hipotetička čestica koja ima kvadrimoment svemirskog tipa. To implicira da su njegova energija i trenutci stvarni, a masa koja miruje bila bi zamišljeni broj. Ovo čini vaš kvadrimomentum negativnim. Analiziramo sam trenutak vremena i vidimo da će on doživjeti tahion koji je također imaginaran. Da biste dublje ušli u to kako ovi koncepti utječu na naše razumijevanje svemira, možete pročitati o tome šta je astrofizika.

Zanimljiv efekat koji tahioni imaju je da, za razliku od stvarnih čestica, brzina ovih čestica raste kako njihova energija raste. Posljedica da se to može dogoditi je zbog posebne teorije relativnosti. Hipotetički označavamo vrstu tahiona sa negativnom kvadratnom masom. Ako se slažemo sa Ajnštajnom, ukupna energija koju ima čestica je njegova masa odmora pomnožena sa brzinom svjetlosti na kvadrat i pomnožena s Lorentzovim faktorom.

Kada koristimo tahione za običnu materiju, vidimo da energija raste sa brzinom i postaje beskonačna kako se brzina približava brzini svjetlosti. Ako je masa imaginarna, moraćemo da i imenilac razlomka bude imaginaran da bismo dobili energiju kao realan broj. Da bi nazivnik bio imaginaran, kvadratni korijen broj mora biti negativan. To će se dogoditi samo ako brzina čini česticu većom od brzine svjetlosti. Odatle potiče činjenica da je tahion čestica koja putuje brzinom većom od svjetlosti.

Ograničenja i teorija polja

Imajte na umu da su tahioni ograničeni prostornim odnosom grafita koji se dobija analizom energije i momenta. Stoga ova hipotetska čestica nikada ne može ići sporije od brzine svjetlosti. Zanimljiva činjenica je kako se energija ove čestice smanjuje, a brzina se povećava.

Kad bi tahioni postojali i mogli komunicirati s običnom materijom princip uzročnosti mogao bi biti povrijeđen. Ovaj princip opisuje odnos između uzroka i posljedica. To je temeljni princip za sve prirodne nauke, posebno u području fizike. Uzročnost se može proučavati i iz drugih perspektiva kao što su filozofija, računanje i statistika.

Prema općoj teoriji relativnosti, moguće je konstruirati prostor-vremena u kojima se čestice mogu širiti brže od brzine svjetlosti. Ovo je vremenski prostor uvijek u odnosu na udaljenog posmatrača. Za više detalja o ponašanju čestica, preporučujemo da pročitate o radoznali Kelvin-Helmholtz oblaci.

Ako pređemo na teoriju polja, vidimo da su tahioni obično skalarno polje. U ovom slučaju ima negativnu masu na kvadrat. Činjenica da takva posebnost postoji znači da postoji nestabilnost prostorno-vremenskog vakuuma. To je zato što energija vakuuma ima maksimum umjesto minimuma. Mali impuls u ovom prostoru i vremenu mogao bi uzrokovati raspad eksponencijalnih amplituda koji proizvodi kondenzaciju tahiona.

Tahioni se takođe pojavljuju u mnogim verzijama teorije struna. Ova teorija to kaže sve što vidimo su čestice podijeljene na elektrone, fotone, gravitone, itd. Sve ove čestice su zapravo različita vibraciona stanja iste strune. Tada se masa čestice može zaključiti kao vibracija koju vrši struna. Tahioni se pojavljuju u spektru dozvoljenih stanja niza i znači da neka stanja imaju negativne kvadratne mase. Dakle, oni su imaginarne mase.

Mogu li tahioni odgovoriti na pitanja o svemiru?

Naučnici Herb Friedsa Univerziteta Brown i Yves gabellini, sa INLN-Université de Nice, smatraju da se misterije Standardnog modela mogu riješiti tahionima. Ovi naučnici su došli da razviju model zasnovan na tahionima dok pokušavaju da pronađu objašnjenje za tamnu energiju u svemiru. Model koji su kreirali imao je raznih matematičkih poteškoća jer su postojali potpuno neočekivani imaginarni brojevi.

Znamo da je masa mirovanja tahiona imaginarni broj. To nije slučaj sa običnim česticama. Naučnici su shvatili da uključivanje fluktuirajućih tahionskih i antitahionskih parova može eliminirati zamišljene brojeve koji nisu pomogli u dovršenju proračuna. Oni bi takođe mogli objasniti brzo širenje svemira u početnim trenucima njegovog stvaranja.

Te pretpostavke ne može poreći nijedan eksperimentalni test. Međutim, model se savršeno uklapa sa svim eksperimentalnim podacima koji su trenutno dostupni o tamnoj energiji i energiji inflacije koja se dogodila kada je Veliki prasak stvorio svemir.

Svi ovi proračuni sugeriraju da bi visokoenergetski tahioni mogli reabsorbirati gotovo sve fotone koji se emituju i, prema tome, postaju nevidljivi.