Od té doby, co Einstein odhalil svou teorii relativity, byla rychlost světla považována za fyzickou konstantu vesmíru, vzájemně propojující prostor a čas. Stručně řečeno, byla to rychlost, při které se věřilo, že světlo a všechny ostatní formy elektromagnetického záření neustále cestují v prázdném prostoru, bez ohledu na pohyb zdroje nebo setrvačný referenční rámec pozorovatele. Ale na chvilku předpokládejme, že existuje částice, která vzdoruje tomuto zákonu, která by mohla existovat v rámci relativistického vesmíru, ale zároveň vzdorovat základům, na nichž je postavena? Zní to nemožné, ale existence takové částice může být z kvantového hlediska velmi potřebná, vyřešení klíčových otázek, které v této chaotické teorii vyvstanou. Je známá jako Tachyonová částice, hypotetická subatomická částice, která se může pohybovat rychleji než světlo a přináší řadu zajímavých problémů a možností do oblasti fyziky.
V jazyce zvláštní relativity by byl tachyon částicí s prostorem podobným čtyřmocným momentem a imaginárním správným časem. Jejich existence byla poprvé přičítána německému fyzikovi Arnoldu Sommerfeldovi; ačkoli to byl Gerald Feinberg, kdo poprvé vytvořil tento termín v 60. letech a několik dalších vědců pomohlo pokročit v teoretickém rámci, v němž se věřilo, že existují tachyony. Byly původně navrženy v rámci teorie kvantového pole jako způsob, jak vysvětlit nestabilitu systému, ale přesto představovaly problémy pro teorii speciální relativity.
Například, kdyby byly tachyony konvenční, lokalizovatelné částice, které by mohly být použity k vysílání signálů rychleji než světlo, vedlo by to k porušení příčinnosti ve speciální relativitě. V rámci teorie kvantového pole se však tachyony chápou tak, že znamenají nestabilitu systému, a zachází se s nimi pomocí teorie známé jako kondenzace tachyonů, což je proces, který se snaží vyřešit jejich existenci tím, že je vysvětluje z hlediska lépe pochopených jevů, spíše než jako skutečné rychlejší než světelné částice. Tachyonická pole se objevila teoreticky v různých kontextech, jako je teorie bosonických řetězců. Obecně teorie strun říká, že to, co vidíme jako „částice“ - elektrony, fotony, gravitony atd. - jsou ve skutečnosti různé vibrační stavy stejného základního řetězce. V tomto rámci by se tachyon objevil buď jako náznak nestability v systému D-brane, nebo v samotném časoprostoru.
Přes teoretické argumenty proti existenci tachyonových částic byly provedeny experimentální průzkumy, aby se otestoval předpoklad proti jejich existenci; nebyl však nalezen žádný experimentální důkaz existence tachyonových částic.
Napsali jsme mnoho článků o tachyonu pro časopis Space Space. Zde je článek o elementárních částicích a zde je článek o Einsteinově teorii relativity.
Pokud byste chtěli získat více informací o tachyonu, podívejte se na tyto články z Science World. Možná budete také chtít procházet diskusí na fóru o tachyonech.
Zaznamenali jsme také celou epizodu obsazení Astronomie Cast o Teorii speciální relativity. Poslouchejte zde, epizoda 9: Einsteinova teorie zvláštní relativity.
Zdroje:
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
