Особенности тахионов

  • Тахионы не имеют положительного или отрицательного заряда.
  • Эти частицы могут передвигаться с любой сверхсветовой скоростью.
  • Они прекрасно вписываются в математику общей и специальной теории относительности.
  • Энергия тахиона, масса покоя, собственная длина и продолжительность жизни тахиона являются мнимыми величинами.

  • При увеличении энергии тахиона, можно наблюдать уменьшение его скорости. При уменьшении энергии — увеличение скорости.
  • Поведение при воздействии на тахион силы тяготения неизвестно.
  • При использовании тахионов в вакууме, вакуум перестает быть стабильным.

Отношение научного сообщества к тахионам

Тахион: частица, способная изменить мир
Поскольку тахион движется быстрее света — увидеть его приближение невозможно. Но когда он пройдёт точку, ближайшую к наблюдателю, тот увидит появляющийся объект, разделяющийся на две части, которые движутся в противоположных направлениях.

Несмотря на распространенное заблуждение, общая теория относительности не конфликтует с потенциальным существованием тахионов. Постулат общей теории относительности говорит о постоянстве скорости света, а не о том, что она является максимально возможной. Даже если бы постулат говорил обратное: ошибочность была бы связана лишь со сверхсветовыми сигналами, вся досветовая часть оставалась бы нетронутой.

Многие физики выступают против этой гипотезы из-за возможности нарушения метафизического принципа причинности, но этот принцип чересчур строг, да и нарушение весьма спорно.

Принцип причинности устанавливает некий диапазон, в рамках которого объекты и явления могут влиять друг на друга. Тем не менее некоторые ученые все же активно используют тахионы в разных сферах теоретической физики. Одно из применений — объяснение развития Вселенной на ранних стадиях ее существования.

Формирование гипотезы о тахионах

Тахион: частица, способная изменить мир
    Так выглядели бы для неподвижного наблюдателя часы, движущиеся со скоростью v; с – скорость света. Продольные размеры часов изменяются, поперечные остаются неизменными (движение происходит слева направо). Положение часовой стрелки (темп времени) также зависит от скорости v.

Теория струн — теория, в рамках которой впервые фигурировали эти гипотетические частицы. Тахионы в теории струн возникли сами по себе, автоматически. К сожалению возникновение частиц, двигающихся со сверхсветовой скоростью, рассматривалось как проблема теории, нарушение принципа причинности. Возникали все новые версии теории, искусственно исключающие возможность существования тахионов.

В первых же математических выкладках теории струн тахионам и сверхсветовому перемещению квантовой информации находилось место. Математика была верна.

Квантовая нелокальность и тахионы

Тахион: частица, способная изменить мир
Зависимость массы частицы от её скорости. Масса покоящейся частицы принята за единицу, c – скорость света. Масса частицы связана с её полной энергией: Е = Мс2. Это соотношение доказано в теории относительности и хорошо подтверждается на опыте.

Частицы доносят друг для друга информацию через тахионы: сверхсильная корреляция является экспериментально достоверным фактом.

Квантовая нелокальность — это явление мгновенной синхронизации между частицами. Такая нелокальность должна иметь определенный носитель квантовой информации, на роль которого прекрасно подходит тахион.

Был проведен ряд экспериментов, которые доказывают явление квантовой нелокальности: на поле исследований на выручку пришла квантовая информатика. В ходе опытов в качестве носителя квантового состояния чаще всего используют фотон, рассматриваемый как кубит.

В математических вычислениях отсутствуют такие параметры как время и расстояние, поэтому речь в них может идти о квантовой телепортации. Полученные данные прекрасно сопоставляются с картиной наблюдаемого нами мира.

Кубит — квантовый бит информации

При прохождении фотона через поляризатор, на выходе он переходит в состояние, описывающее этот самый поляризатор.

Тахионы и запутанные состояния Белла

Очевидно, что в состояние запутанности частицы начинают проявлять себя как одно целое, показывать мгновенную связь между собой. Можно сказать, что ситуация выглядит так, будто они способны успешно передавать информацию друг другу. Данный факт не может не наводить на мысль о существовании сверхсветовых сигнализаторов.

Мнение эксперта
Ханова Ольга Евгеньевна
Исследовательница космоса, астрофизик по образованию
Квантовая запутанность не находит объяснения без использования тахионов в рассуждениях.

Вопросы

Способен ли тахион иметь бесконечную скорость?

Да, способен. Бесконечную скорость тахион приобретает при полной потере собственной энергии.

Существуют ли проблемы с гипотезой о сверхсветовой передаче информации?

Да. Особенно остро стоит вопрос о возможности и способах различать сигналы принимающей стороной.

Есть ли доказательства существования тахионов?

Нет, на данный момент времени тахион является гипотетической частицей и его существование не доказано.

Какое применение тахиона можно увидеть вне квантовой нелокальности?

Некоторые ученые предполагают, что процесс инфляции был спровоцирован тахионами.

Кто первым подумал о тахионах?

Первооткрывателем тахионов считается Зоммерфельд. Он пытался изучать сверхсветовое движение электронов, но выводы из его трудов распространяются в первую очередь на тахионы.

Видео-обзор научных фактов о тахионах