З тих пір, як Ейнштейн оприлюднив свою теорію відносності, швидкість світла вважалася фізичною константою Всесвіту, взаємозв'язком простору і часу. Коротше кажучи, це була швидкість, з якою світло та всі інші форми електромагнітного випромінювання постійно рухалися у порожньому просторі, незалежно від руху джерела чи інерціальної системи відліку спостерігача. Але припустимо на секунду, що існувала частинка, яка заперечувала цей закон, яка могла б існувати в рамках релятивістського всесвіту, але в той же час спростовувати основи, на яких він побудований? Звучить неможливо, але існування такої частинки може бути дуже необхідним з квантової точки зору, вирішуючи ключові питання, що виникають у цій хаотичній теорії. Він відомий як частинка Тахіона, гіпотетична субатомна частинка, яка може рухатися швидше, ніж світло, і створює ряд інтригуючих проблем та можливостей у галузі фізики.
Мовою особливої відносності тахіон буде частинкою з космічним чотирихвилинним та уявним правильним часом. Їх існування вперше було віднесено до німецького фізика Арнольда Соммерфельда; незважаючи на те, що саме Джеральд Фейнберг вперше придумав цей термін у 1960-х роках, та кілька інших вчених допомогли просунути теоретичні рамки, в яких вважали, що існують тахіони. Спочатку вони були запропоновані в рамках квантової теорії поля як спосіб пояснення нестабільності системи, але все ж поставили проблеми для теорії спеціальної відносності.
Наприклад, якби тахіони були звичайними, локалізованими частинками, які можна було б використовувати для передачі сигналів швидше, ніж світло, це призвело б до порушення причинності в спеціальній відносності. Але в рамках квантової теорії поля під тахіонами розуміють як нестабільність системи і трактують за допомогою теорії, відомої як конденсація тахіона, процесу, який намагається вирішити своє існування, пояснюючи їх в термінах краще зрозумілих явищ, а не як справжні швидкі, ніж легкі частинки. Тахіонічні поля теоретично з'являються в різних контекстах, таких як теорія бозонних струн. Загалом теорія струн стверджує, що те, що ми бачимо як "частинки" - електрони, фотони, гравітони тощо - насправді є різними коливальними станами однієї нижньої струни. У цьому рамках тахіон може виявлятися як вказівка нестабільності в системі D-Brane, так і в самому просторі.
Незважаючи на теоретичні аргументи проти існування частинок тахіону, були проведені експериментальні пошуки для перевірки припущення щодо їх існування; проте експериментальних доказів існування тахіонових частинок не знайдено.
Ми написали багато статей про тахіон для Space Magazine. Ось стаття про елементарні частинки, а тут - теорія відносності Ейнштейна.
Якщо вам більше потрібна інформація про тахіон, перегляньте ці статті з Science World. Також ви можете переглянути форумну дискусію про тахіони.
Ми також записали цілий епізод Астрономічної ролі про Теорію особливої відносності. Слухайте тут, Епізод 9: Теорія особливої відносності Ейнштейна.
Джерела:
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
