Тахіён

Так выглядае аб’ект сферычнай формы, які рухаецца скарэй чым святло (так мог бы выглядаць тахіён, калі б мог адбіваць святло).

Тахіён (ад Шаблон:Lang-el, «хуткі») — гіпатэтычная часціцаШаблон:Efn, якая рухаецца са скорасцю, якая перавышае скорасць святлаШаблон:Efn у вакууме, у супрацьлегласць звычайным часціцам, званым ў тэарэтычных працах па тахіёнам тардыёнамі, якія рухаюцца заўсёды павольней святла, здольным пакоіцца, і люксонам (напрыклад, фатону), якія рухаюцца заўсёды толькі са скорасцю святла.

Гіпатэтычныя палі, якія адпавядаюць апісанай часціцы, называюцца тахіённымі палямі. Звычайна ў якасці такіх разглядаюцца палі, што падпарадкоўваюцца ўраўненню Клейна-Гордана (або Дзірака, тэорыя Янга — МілсаШаблон:Efn і пад.) з процілеглым знакам у масавага члена (гэта значыць з адмоўным квадратам масы; часам, як у выпадку ўраўнення Дзірака, дзе параметр масы ўваходзіць ў першай ступені, яго прыходзіцца рабіць ўяўным — ці матрычным і т. п. — відавочна). Цікава заўважыць, што падобныя палі досыць лёгка рэалізуюцца ў тым ліку ў простых механічных мадэлях, а таксама могуць сустракацца пры апісанні няўстойлівых асяроддзяў ў фізіцы цвёрдага цела.

Калі тахіёны наогул існуюць, то могуць існаваць розныя іх тыпы, якія адрозніваюцца масамі і іншымі ўласцівасцямі. Пры навуковым ўжыванні тэрміна пад тахіёнамі (або тахіённымі палямі) маюцца на ўвазе ў прынцыпе Лорэнц-інварыянтныя аб’екты, г.зн. аб’екты, якія не парушаюць прынцып адноснасціШаблон:Efn.

Гісторыя

Элементарныя часціцы, чыя скорасць больш за скорасць святла ў вакууме, былі ўпершыню разгледжаны Зомерфельдам у 1904 годзе, а ў 1939 годзе матэматычны апарат для апісання іх паводзін быў дасканала распрацаваны Вігнерам. Лічыцца, што канцэпцыю тахіёнаў прапанаваў у 1962 годзе Шаблон:Нп5, ён жа і ўвёў сам тэрмін. Савецкі навуковец Леў Штрум у 1923 годзе таксама разглядаў гэтую канцэпцыю. Ідэя аб існаванні тахіёнаў на макраскапічным узроўні была выказана Якавам Цярлецкім у 1960 годзе.

Тахіёны ў тэорыі адноснасці

Самы просты спосаб фармальнага ўвядзення тахіёна ў межах спецыяльнай тэорыі адноснасці складаецца ў тым, каб задаць у формулах для энергіі і імпульсу

$E=\frac{m{c}^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$; $\overrightarrow{p}=\frac{m\overrightarrow{v}}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$

масу $m$ не рэчаісным, а чыста ўяўным лікам. Тады, мяркуючы, што энергія і імпульс павінны быць рэчаіснымі, прыходзім да неабходнасці $v$ $>$ $c$. Гэта значыць, што атрымліваем тахіён — часціцу, скорасць якой не можа быць менш за скорасць святла.

Адзін цікаўны эфект заключаецца ў тым, што, у адрозненне ад звычайных часціц, скорасць тахіёна павялічваецца па меры памяншэння яго энергіі. Энергія набліжаецца да нуля, калі скорасць v імкнецца да бясконцасці. Таму тахіён не здольны мець скорасць ніжэй за скорасць святла c, таму што для дасягнення бар’ера зверху ці знізу патрабуецца бясконцая энергія. Як адзначалі Альберт Эйнштэйн і Рычард Толман, спецыяльная тэорыя адноснасці мяркуе, што часціцы са звышсветлавой скорасцю, калі яны існуюць, могуць быць выкарыстаны для зваротнай сувязі ў часе.

Для тахіёнаў, гэтак жа як і для тардыёнаў, у межах СТА суадносіны энергіі і імпульсу будуць наступнымі:

$E^2=p^2{c}^2+m^2{c}^4$

Гл. таксама

• Тэорыя струн
• Звышсветлавы рух

Літаратура

• Шаблон:Артыкул
• Шаблон:Артыкул
• Шаблон:Артыкул

Спасылкі

• Сверхсветовая волна в усиливающей среде. Оптические тахионы.
• Корухов, В. В. Теоретические и методологические аспекты кинематики тахионов. — из первоисточника 21-05-2009.
• Манида, С. Н. Преобразования Лоренца-Фока: относительность бесконечностиШаблон:Недаступная спасылка.