Что такое тахионы?

Отвечают prof. dr hab. Яцек Ciborowski с Факультета Физики Варшавского Университета, а также prof. dr hab. Иаков Rembieliński из Лодзинского Университета.

Понятие частицы быстрее, чем свет, то есть tachionu (с греческого языка ταχύς, tachýs – быстрый, быстрый) был введен в науку в 1962 году Джорджа Sudarshana и его коллег – Oleksę Bilaniuka и Виджая Desphande. Их существование предполагает видение определенного типа симметрии в природе: если есть частицы, движущиеся всегда со скоростями меньшими скорости света (частицы, обладающие массой – bradiony – с греческого языка βραδύς, bradýs – медленный), то или не должны также существовать частицы, движущиеся со скоростями всегда от нее более крупными?

Тахионы не могут описать последовательным образом в рамках специальной теории относительности Эйнштейна (основная проблема-это нарушение принципа причинности), однако некоторые их свойства в рамках этой теории уведите, что я только что сделал Sudarshan вместе со своими коллегами. Теория правильно описывает тахионы требует введения выделенной системы отсчета и определенной конкретной (абсолютной) процедуры синхронизации часов [см.: Яцек Ciborowski, Иаков Rembieliński „Тахионы. Частицы быстрее света”; Знание и Жизнь, декабрь 2011]. В системе отличившимся описание кинематики тахионы совпадает со стандартным описанием специальной теории относительности, поэтому мы ограничимся далее для такого случая.

Рассмотрим так называемые отношения дисперсионный, соединяющий энергию E, импульс p и массу частицы m, являющийся uogólnieniem знаменитого уравнения Эйнштейна E = mc2 . Для обычной частицы он имеет несколько уровней (E / c)2 – p2 = m2c2, где m является массой ★ уведомление частицы (фотона, конечно, существует E / c = p). А для tachionu он переходит в (E / c)2 – p2 = – m2c2; где m является величиной, которую можно было бы назвать, не совсем правильно, потому что эта величина не имеет ничего общего с нашим интуитивным пониманием массы, массой tachionową. Обратите внимание, что если обычная частица может пребывать относительно наблюдателя, то tachion не – он всегда должен быть в движении, и это со скоростью большей, чем c. Не, можно найти такое системы отсчета, связанной с „наблюдателем bradionowym” (и, следовательно, имеющим массу в обычном смысле), в котором tachion бы отдыхал! Из дисперсионных отношений вытекает зависимость энергии частицы с определенной массой m от ее скорости v и наоборот. В случае обычных частиц энергия дана рисунком, а для тахионы рисунком . При росте скорости обычной частицы ее кинетическая энергия стремится к бесконечности, когда эта скорость приближается к скорости света c. Из-за этого она не может достичь и превысить скорость света. Для tachionu ситуация выглядит наоборот: его энергия возрастает до бесконечности, когда его скорость уменьшается до c. В свою очередь, когда скорость tachionu растет до бесконечности, то его энергия стремится к нулю. Однако это не означает, что tachion себя испаряющимся, да – его импульс является niezerowy.

Также стоит обратить внимание на в результате перечисленных выше конструкций зависимость скорости от массы частицы при заданной энергии. В случае обычных частиц, те, с большей массой имеют, при той же кинетической энергии, меньшую скорость. А tachion с большей массой имеет, по сравнению с тем с меньшим весом (при той же энергии), скорость больше! Однако это не ни в малейшей степени противоречит принципам сохранения энергии и импульса. Более того, они позволяют в случае тахионы, по-другому, чем в случае обычных частиц, на наступление некоторых „экзотических” процессов. Две основные это: каскадный распад radiacyjny tachionu на один и тот же tachion и фотона: t? t + ? и распад trójciałowy на один и тот же tachion и пару (в общем другой) tachion – анти-tachion:
. Эти реакции должны происходить очень быстро, когда tachionowa масса большая, а очень медленно для тахионы о небольших массах. Отсюда следует, что тахионы, о больших массах, если они существуют, имеют (в результате обмена энергии между образующиеся продукты в последующие rozpadach) очень маленькую энергию, а значит, их скорость близка к бесконечности..

Если тахионы существуют? Не известно – подтвердить это может только опыт.