FANDOM


Ταχυόνιον

Tachyon, τάχιον


Particles-Tachyon-02-goog

Ταχυόνιο
Στο σχήμα αυτό παριστάνεται ένα ταχυόνιο που σπάει το "φράγμα του φωτός" όπως περίπου ένα αεροπλάνο που σπάει το "φράγμα του ήχου"

Particles-Tachyon-01-goog

Ταχυόνιο
Αριστερά:
η Συνήθης Ύλη καμπυλώνει
με τον κοίλο τρόπο τον Χωρόχρονο
με συνέπεια τον εγκλωβισμό της
στην δημιουργούμενη
Χωροχρονική "κοιλότητα"
Δεξιά:
ένα ταχυόνιο καμπυλώνει
με τον κυρτό τρόπο τον Χωρόχρονο
με συνέπεια ουσιαστικά
να μην επηρεάζεται
καθόλου από την παρουσία του και να κινείται απόλυτα ελεύθερα.

Particles-Zoo-goog

Μοριακή Φυσική Ατομική Φυσική Πυρηνική Φυσική Σωματιδιακή Φυσική Κβαντική Φυσική
Σώμα Σωμάτιο Σωματίδιο
Μόριο Άτομο Ατομικός Πυρήνας
Σωματίδια Θεμελιώδη Σωματίδια Στοιχειώδη Σωματίδια
Βοσόνιο (boson) Φερμιόνιο (fermion)
Μικρόκοσμος

D-branes-01-goog

Χορδοθεωρία Μεμβρανοθεωρία Βρανική Κοσμολογία Πολυδιαστατική Φυσική Θεωρία Παντός
Πολυσύμπαν Σύμπαν Πολυδιάστατος Χώρος Χωροχρόνος
Κβαντική Χορδή Κβαντική Μεμβράνη Βράνη Κοσμική Χορδή ΥπερχορδήΥπερσυμμετρία
Βαρυτόνιο (graviton) Ταχυόνιο (tachyon) Ισταντόνιο (instanton) Διλατόνιο (dilaton) Υποθετικά Σωματίδια
Υπερβαρύτητα Κβαντική Βαρύτητα Πολυσυμπαντικές Θεωρίες Χορδιακές Θεωρίες
Ελαστική Χορδή Ελαστική Μεμβράνη Στάσιμο Κύμα

Particles-Tachion-goog

Ταχυόνιο

- Ένα υποθετικό σωματίδιο.

ΕτυμολογίαEdit

Η ονομασία "Ταχυόνιο" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "ταχύτητα".

ΕισαγωγήEdit

Τον όρο ταχυόνιο έπλασε ο φυσικός Gerald Feinberg για πρώτη φορά το 1967.

Πρώτον αυτά απομακρύνθηκαν ως μη πραγματικά υποπροϊόντα των εξισώσεων της Θεωρίας Σχετικότητας, αλλά τώρα τα ταχυόνια εμφανίζονται να βρίσκονται θεωρητικά παντού.

Φαίνεται ότι αυτό το σωματίδιο έχει περίεργες ιδιότητες. Όχι μόνο ταξιδεύει ταχύτερα και από το φως στο κενό, αλλά οδεύει και στο Παρελθόν.

Αλλά πώς παραβαίνουν το νόμο της ειδικής σχετικότητας του Einstein;

Όλα άρχισαν τη δεκαετία του '60 όταν μια ομάδα φυσικών αναγνώρισε ότι το όριο της ταχύτητας του Einstein δεν ισχύει για σωματίδια που ήδη κινούνταν ταχύτερα από το φως. Και ονόμασαν τα σωματίδια αυτά ταχυόνια.

Μπορεί τυπικά να μην απαγορεύονται από τις εξισώσεις της ειδικής σχετικότητας, και εξακολουθούν να υπακούουν στους μετασχηματισμούς Lorentz.

Ο κόσμος τους είναι πολύ παράξενος. Αντίθετα με την κοινή λογική ένα ταχυόνιο κερδίζει ταχύτητα όταν χάνει ενέργεια. Ή όταν κερδίζει ενέργεια χάνει ταχύτητα.

Έτσι, ένα ταχυόνιο με ενέργεια μηδέν θα έχει άπειρη ταχύτητα.

Στην πραγματικότητα, θα απαιτούσε άπειρη ενέργεια για να έχει ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του φωτός, και έτσι είναι αδύνατον να ταξιδεύσει με την ταχύτητα του φωτός. Αποτελεί η ταχύτητα του φωτός ένα κάτω όριο για το ταχυόνιο. Είναι ως να υπάρχουν σε έναν καθρέφτη του κόσμου που εκτρέπεται από αυτό το αόρατο εμπόδιο.

Πώς όμως μπορούμε να ανιχνεύσουμε αυτά τα παράξενα σωματίδια; Ακόμα και αν υπάρχουν στις αντίθετες πλευρές του κατόπτου, θα μπορούσαμε να δούμε στοιχεία των ταχυονίων άμεσα, εάν βέβαια υπάρχουν. Καθώς αυτά κλείνονται μέσα στο κενό του Διαστήματος, θα παρήγαγαν ένα κώνο φωτός, τη γνωστή ακτινοβολία Cerenkov. Αλλά μέχρι σήμερα, αυτός ο κώνος δεν έχει φανεί ποτέ, και έτσι τα ταχυόνια παραμένουν μια δυνητική υπόθεση. Αυτό σημαίνει ότι μάλλον κανένα από αυτά δεν έχει φορτίο.

Πραγματικά ή όχι τα ταχυόνια κάνουν τους επιστήμονες να αισθάνονται άβολα επειδή αυτά παραβιάζουν την Αρχή της Αιτιότητας. Από την δική μας προοπτική, αυτά τα σωματίδια - που κινούνται ταχύρτερα από το φως - εμφανίζονται να κινούνται προς τα πίσω στον χρόνο.

Ένα ταχυόνιο από το παρόν θα μπορούσε να αλληλεπιδρά με ένα σωματίδιο στο παρελθόν, οδηγώντας σε παράξενα σενάρια "από το παρελθόν προς το μέλλον". Δηλαδή σενάρια για παράλληλα Σύμπαντα.

Στο ταχυόνιο μπορούν να ορισθούν οι ιδιότητες της κανονικής ύλης, όπως είναι το spin, καθώς επίσης και να αντιστοιχηθεί ένα αντισωμάτιο (το αντιταχυόνιο). Και κάτι εκπληκτικό, οι σύγχρονες απόψεις της θεωρίας των ταχυονίων επιτρέπουν στα ταχυόνια να έχουν πραγματική μάζα (Recami 1996).

Λόγοι μη ύπαρξηςEdit

Υπάρχουν κι άλλοι λόγοι που μας κάνουν σκεπτικούς για την ύπαρξή τους. Μερικοί από τους λόγους είναι:

• Αν υπάρχουν μπορούν να έχουν απεριόριστα μεγάλες ταχύτητες. Συνεπώς θα μπορούσαμε μ’ αυτά να συγχρονίσουμε ωρολόγια σε κάποιο Σύστημα Αναφοράς. Το σύστημα αυτό θα ήταν τότε ένα προνομιακό σύστημα αναφοράς, πράγμα που αντιβαίνει στην κεντρική ιδέα της Σχετικότητας.

• Σύμφωνα με τη σχέση της ενέργειας- ταχύτητας, αν μεν δεχθούμε ότι έχουν πραγματική ενέργεια, τότε αφού η ταχύτητα τους v>c, πρέπει να έχουν φανταστική μάζα ηρεμίας. Αν πάλι θέλουμε να έχουν πραγματική μάζα ηρεμίας, θα πρέπει η ενέργειά τους να είναι φανταστική.

• Δεν απαιτείται να αποδώσουμε μάζα ηρεμίας για τα σωματίδια αυτά αφού δεν μπορούν να υπάρξουν σε ταχύτητες μικρότερες από την ταχύτητα του φωτός. Και τέλος τα ταχυόνια δεν οφείλουν την ταχύτητά τους σε μια επιτάχυνση που τα επιταχύνει από την ηρεμία.

Έχει προταθεί πως το ταχυόνιο παράγεται στις κοσμικές ακτίνες, και πως ακόμη θα μπορούσαν να αποτελούν αυτή τη μυστήρια Σκοτεινή Ύλη. Επίσης, παίζουν ένα ρόλο στη Θεωρία Χορδών, η οποία τα έχει φέρει πάλι στο προσκήνιο.

Το 1973, με την χρησιμοποίηση μιας μεγάλης συλλογής ανιχνευτών σωματιδίων, οι Philip Crough και Roger Clay προσδιόρισαν ένα υποθετικό σωματίδιο υπερφωτεινό σε μία δέσμη σωματιδίων (από τις κοσμικές ακτίνες) στον αέρα, αν και αυτό το αποτέλεσμα δεν έχει αναπαραχθεί έκτοτε.

Ο Murray Gell Mann, βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1969 για την εργασία του στα στοιχειώδη σωμάτια, κάποτε είπε ότι στη Φυσική, "όλα όσα δεν είναι απαγορευμένα είναι επιτακτικά". Τα ταχυόνια μπορεί να είναι απλώς εδώ για να μείνουν.

ΑνάλυσηEdit

Tο ταχυόνιο είναι ένα υποθετικό σωματίδιο που ταξιδεύει ταχύτερα του φωτός και επομένως δύναται να ταξιδεύσει στο Χρόνο αντίστροφα (δηλ. προς τα πίσω).

Η ύπαρξη των ταχυονίων προβλέπεται από τις εξισώσεις της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας.

Παρά το ότι πειράματα έχουν διεξαχθεί για τον εντοπισμό των ταχυονίων,τα αποτελέσματα τους ήταν αρνητικά.

Αντίστοιχα, σωματίδια που ταξιδεύουν σε ταχύτητες μικρότερες του φωτός ονομάζονται βραδυόνια, ενώ σωματίδια όπως τα φωτόνια που ταξιδεύουν ακριβώς με την ταχύτητα του φωτός ονομάζονται λουξόνια.

Η ύπαρξη των ταχυονίων προβλέπεται από τα μαθηματικά της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας.

Μια βασική εξίσωση είναι:

$ E = m \sqrt (1 - v^2/c^2) $

όπου E είναι η ενέργεια του σωματιδίου,m η μάζα ηρεμίας και v η ταχύτητά του.Αυτή δείχνει ότι για τα βραδυόνια η ενέργεια αυξάνεται καθώς αυξάνεται η ταχύτητα και γίνεται άπειρη όταν γίνει ίση με την ταχύτητα του φωτός, αποτρέποντας ουσιαστικά ένα σωματίδιο που αρχικά είναι βραδύτερο του φωτός στο να επιταχυνθεί εως την ταχύτητα του φωτός και πέραν αυτής.

Εάν όμως η ταχύτητα v ενός σωματιδίου είναι πάντα μεγαλύτερη της ταχύτητας c του φωτός τότε v^2/c^2 > 1 και άρα η υπόρριζη ποσότητα είναι αρνητική που σημαίνει ότι ο παρανομαστής του κλάσματος είναι φανταστικός αριθμός.

Εάν η μάζα m είναι πραγματικός αριθμός τότε η ενέργεια E τελικά θα είναι φανταστικός αριθμός, έννοια ακατανόητη αφού η ενέργεια είναι πάντοτε μετρήσιμη ποσότητα.

Εάν όμως η μάζα είναι φανταστικός αριθμός τότε από το κλάσμα τελικά προκύπτει ότι η ενέργεια είναι πραγματικός αριθμός. Επομένως επιτρέπεται η ύπαρξη ταχυονίων με την προϋπόθεση ότι - ποτέ δεν θα υπερβούν το φράγμα της c και - ότι έχουν φανταστική μάζα ηρεμίας, που στο κάτω κάτω δεν είναι άμεσα μετρήσιμη.

Τα ταχυόνια θα επιβραδύνονταν εάν έχαναν ενέργεια και θα επιταχύνονταν εάν λάμβαναν ενέργεια.

Όμως αυτό οδηγεί σε πρόβλημα στην περίπτωση των φορτισμένων ταχυονίων γιατί τα φορτισμένα σωματίδια που κινούνται ταχύτερα του φωτός στο περιβάλλον μέσο εκλύουν ενέργεια με τη μορφή ακτινοβολίας Cherenkov. Τα φορτισμένα ταχυόνια θα έχαναν συνεχώς ενέργεια ακόμη και στο κενό, δια της Cherenkov ακτινοβολίας. Αυτό θα προκαλούσε αύξηση της ταχύτητας τους με αποτέλεσμα να χάνουν ενέργεια με ακόμη μεγαλυτερο ρυθμό και αρα να επιταχύνονται ακόμη περισσότερο με αποτέλεσμα τελικά την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας ενέργειας.

Τα ταχυόνια φαίνεται να οδηγούν σε χρονικό παράδοξο λόγω της ικανότητας τους να στέλνουν μηνύματα στο παρελθόν!

Ιδεατό ΠείραμαEdit

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν 2 άνθρωποι και ο Α βρίσκεται στη Γη ενώ ο Β σε έναν πλανήτη στο Σείριο και θέλουν να επικοινωνήσουν χρησιμοποιώντας ένα ταχυονικό αντιτηλέφωνο.

Συμφωνούν εκ των προτέρων ότι όταν ο Β λάβει το μήνυμα από τον Α τότε θα απαντήσει άμεσα. Ο Α υπόσχεται να στείλει το μήνυμα στον Β στην απογευματινή τοπική ώρα, αν και μόνο αν ο Α δεν έχει λάβει μήνυμα από τον Β έως την 8 π.μ.

Και τα δυο μηνύματα ταξιδεύοντας ταχύτερα του φωτός, ουσιαστικά θα ταξιδεύσουν πίσω στο χρόνο.

Εαν ο Α στείλει το μήνυμα το απόγευμα τότε μπορεί να λάβει την απάντηση του Β πριν την 8 π.μ.

Συμπερασματικά, η ανταλλαγή των μηνυμάτων θα συμβεί αν και μόνο αν, δεν συμβεί!

Ίσως, είναι καλύτερα κατανοητό αυτό εάν υποθέσουμε ότι κάποιος στέλνει στον εαυτό του ένα μήνυμα στο παρελθόν με ταχυονικό αντιτηλέφωνο αλλά μόλις το λάβει αποφασίζει να μην το στείλει.

Εάν όμως ποτέ δεν το στείλει ποτέ δε θα το λάβει!

Τελικά, στα ταχυόνια η παρατήρηση προηγείται του πειράματος, έτσι και στο ταχυονικό αντιτηλέφωνο η απάντηση έρχεται πριν την ερώτηση.

Η ίδια η φύση των ταχυονίων αντιστρέφει την λογική σχέση εάν-τότε σε τότε-εάν. Αν διεξαχθούν επιτυχημένα πειράματα ταχυονίων τότε αυτά θα πρέπει να αποτύχουν, που προς το παρόν έχουν αποτύχει.

ΥποσημειώσειςEdit

Εσωτερική ΑρθρογραφίαEdit

ΒιβλιογραφίαEdit

ΙστογραφίαEdit


Ikl Κίνδυνοι ΧρήσηςIkl

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες
σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια
ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι
η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη,
την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει.

"Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα
να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο,
η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης"
του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει."

Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι
όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς,
και για μακρά χρονική περίοδο,
αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία,
ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε.



Επίσης,
Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)"
(όχι μόνον, της Sciencepedia
αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)),
αν και άκρως απαραίτητοι,
είναι αδύνατον να ελεγχθούν
(λόγω της ρευστής φύσης του Web),
και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν
σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο.
Ο αναγνώστης πρέπει να είναι
εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

IonnKorr-System-00-goog



>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)


Community content is available under CC-BY-SA unless otherwise noted.