Kdyby měly svůj klub exotické částice, které se hodně vymykají fyzikálnímu mainstreamu, nejspíš by ho vedly tachyony. Jsou to doposud zcela hypotetické částice se špatnou pověstí, „enfant terrible“ moderní částicové fyziky, které by se měly pohybovat rychlostí vyšší než je rychlost světla. Vědci se na ně doposud převážně dívali spatra, protože se v jejich očích protivily speciální teorii relativity.
V těchto dnech ale vyšla v časopise Physical Review D studie mezinárodního týmu fyziků, v jehož čele stál Jerzy Paczos ze švédské Stockholms universitet. Podle nich se kolem vztahu tachyonů a speciální teorie relativity točí řada předsudků. Ve skutečnosti prý ale speciální relativita tachyony nevylučuje a dokonce přispívají k lepšímu pochopení její struktury.
Pohyb rychlostí vyšší než rychlost světla je jednou z nejvíce kontroverzních záležitostí dnešní fyziky. Existují pádné důvody, kvůli nimž má s tachyony problém kvantová mechanika. Základní stav tachyonového pole je považován za nestabilní, existence a pohyb tachyonů by měly vytvářet paradoxy a v neposlední řadě by energie tachyonů měla nabývat záporných hodnot.
Paczos a jeho kolegové poukázali na to, že dosavadní potíže s tachyony nejspíš mají společnou příčinu. Jde o to, že by podmínky (boundary conditions), určující průběh fyzikálních procesů, měly v případě tachyonů zahrnovat nejen počáteční stav, ale i konečný stav systému. Jinými slovy, pokud chceme spočítat pravděpodobnost kvantového procesu s tachyony, je nutné znát nejen minulý počáteční stav procesu, ale také jeho budoucí konečný stav.
Jakmile tohle fyzici zahrnuli do úvah o tachyonech, výše zmíněné problémy vymizely a teorie s tachyony se stala matematicky konzistentní.
Jak trefně říká vedoucí týmu Andrzej Dragan z polského Uniwersytet Warszawski a centra Centre for Quantum Technologies na National University of Singapore, zní to trochu jako nějaká internetová reklama. Jeden šikovný trik vyřeší všechny problémy. Podle něj není myšlenka, že budoucnost ovlivní přítomnost, namísto toho, aby to bylo naopak, ve fyzice úplně nová. Až doposud to ale byly spíš jen neortodoxní interpretace určitých kvantových jevů.
Výzkum dovedl vědce mimo jiné k tomu, že by měl existovat doposud neznámý typ kvantového entanglementu, který smíchává minulost s budoucností. Také jsou přesvědčeni, že tachyony neoddělitelně souvisejí se spontánním narušením symetrie a Higgsovým mechanismem. Podle jejich hypotézy se excitace Higgsova pole mohou pohybovat ve vakuu nadsvětelnou rychlostí. Zatím je to velmi výstřední fyzika, uvidíme, jak si tachyony povedou dál.
Video: Jerzy Paczos: Hawking radiation for detectors in superposition - RQI Circuit Stockholm 2023
qqqq1
<iframe src="https://www.youtube.com/embed/RD4zS-imeZ0" frameborder="0" allowfullscreen allow="accelerometer; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" ></iframe>
Literatura
Spasila nás před totální anihilací na počátku vesmíru neutrina?
Autor: Stanislav Mihulka (04.02.2020)
Kvantový simulátor sbližuje obecnou relativitu s říší kvant
Autor: Stanislav Mihulka (18.05.2023)
Radikální kosmologie: Je náš vesmír plný tachyonů?
Autor: Stanislav Mihulka (19.04.2024)
Diskuze:
Ked pricina predchadza nasledok
Michal Varga,2024-07-20 00:43:11
Myslienka ze udalost v buducnosti ovplyvni udalost v sucasnosti sa dokaze zaobist aj bez exotickych tachyonov. Vezmime si dve kvantovo previazane castice. Ak si jednu z nich ponechame a druhu vystrelime niekam kde cas plynie od toho nasho rychlejsie (silne gravitacne pole), alebo pomalsie (dilitacia casu pri pohybe pri rychlostiach blizkych c), vytvorime sustavu dvoch previaznych castic, kde jedna existuje v sucasnosti a ta druha v minulosti. A ked tu v sucasnosti donutime skolabovat, skolabuje aj castica v minulosti.
Re: Ked pricina predchadza nasledok
F M,2024-07-22 01:10:28
Ta minulost je tam špatně. Zase ta relativita, to že jiný pozorovatel má na hodinkách jiný čas neznamená že se děj uděje v minulosti, jen v jiných časech, chcete-li v jiných časových pásmech. Samozřejmě pokud bude následovat nějaká reakce zpět tak dorazí chronologicky/kauzálně správně až po té první, schválně obcházím slovo zpráva kvůli nemožnosti odeslat zprávu na principu kvantového provázání, popravdě ani tak to není úplně košer, ale snad se to takto lépe pochopí.
S těmi tachyony by to samozřejmě bylo jinak, ale ani tam to podle mě nemusí/nebude kauzalitu (možná rozšířenou) porušovat, minimálně je nemusí být možno využít/změřit/nalézt, ale to je jen spekulace. Ještě by to tam chtělo navléct tu inflaci, nebo rozpínání vesmíru.
To s tím gravitačním polem tam máte naopak, silnější znamená samozřejmě pomalejší plynutí času, ale to bude tuším jen chyba/nejednoznačné vyjádření ve spěchu.
Tachyony? Proč?
Petrox Petrox,2024-07-19 10:29:49
Vyplývají z nějakých fyzikálních jevů aspoň náznaky toho, že by tachyony mohly reálně existovat, a nebo tachyony k vysvětlení žádného fyzikálního jevu zapotřebí nejsou a prostě se jedná jen o pouhou matematickou konstrukci (vlastně spíš hříčku) která ale reálně nepomáhá objasnit nějaký skutečný fyzikální jev, který by bez tachyonů byl vysvětlitelný hůře?
Re: Tachyony? Proč?
Pavel Polouček,2024-07-19 13:02:06
Na základě pravidelného sledování vědecko-populárních článků a přednášek na téma teorie relativity i částicové fyziky se domnívám, že B je správně.
Kromě toho rozšířením STR na nadsvětelné rychlosti - tedy mimo realitu předpokládanou jejím tvůrcem - se nedostáváme k záporným (jak tvrdí článek) nýbrž k imaginárním hmotnostem a energiím částic.
Re: Tachyony? Proč?
Petr Pečiva,2024-07-19 18:19:05
Podle clanku https://www.osel.cz/13441-radikalni-kosmologie-je-nas-vesmir-plny-tachyonu.html existuji lide co si mysli, ze by to mohlo vysvetlit temnou energii..
Energie šķály a tachyony?
Jaroslav Gdpr,2024-07-19 10:29:00
Jestliže při roztrhání atomů získám obrovskou energii, dostanu při roztrhání struny jí řádově násobnou? Pokud je temná energie (ano.. pokud vůbec je-existuje páč kdo ví co je to za projev a čeho v našem pozorování) nezastavitelná, neboli stále vzrůstající, dokáže roztrhnout strunu? A když ano, může způsobit "velký třesk"? Vytlačil by pak naší prostorovou dimenzi, nebo by splynul s "naší"?
No a když čtu o tachyonech... tak to je prosím RAMka akorát info v ní je z budoucnosti? Když tedy porušuje kauzalitu :o.
Je zde někdo moudrý a studovaný abych svou hlavu nemusel trápit hliupostma?
další myšlenkový experiment
Libor Zak,2024-07-18 08:32:05
Opět přidám svůj malý laický myšlenkový experiment.
Ačkoliv mám rád sci-fi, kde mají jistě takové věci jako tachyony, rychlosti větší než světlo, nebo cestování časem své místo, tak se domnívám, že zmíněné tachyony patří právě jen tam. Mimochodem do sci-fi podle mě patří i temná hmota a temná energie. Fyzici v případě fungování vesmíru trochu zatvrzele ignoruj pravidlo Occamovy břitvy, tedy že nejpravděpodobnější a nejjednodušší řešení je většinou správné a možná někdy přehlížejí pravidla entropie a evoluce.
A tím myslím všechny složité hypotézy a teorie standardním modelem počínaje (který velmi dobře popisuje a předpovídá chování, ale vytváří nesmírně složitý systém částic a sil, ve kterém ale moc nefunguje grafitace a mnohé chování částic je zahaleno tajemstvím), tak třeba i teorii strun, kde tvary a počty dimenzí dosahují hranic fantazie. A pozor, netvrdím, že se pletou. Jen se mi nezdá, že by vesmír vznikl takto složitý od začátku. Ze stejného důvodu mám problém s přijetím konceptu stvořitele. Nejdříve zde byla nesmírně komplexní, superinteligentní a všemocná entita, která vytvořila vesmír? Kde se vzala, kdo ji stvořil? V čem se tedy od konceptu Boha liší koncept supersložitého vesmíru? Bum a najednou tu byl? Já se domnívám, že při počátečním impuslu byl naopak vesmír superjednoduchý a postupně se stával komplexním, ale ta superjednoduchost nezmizela a na základní úrovni stále existuje.
Jsem toho názoru, že vesmír je na své skutečně elementární úrovni, také elementární, tedy že jej pohání extrémně jednoduchý princip, projevující různým způsobem v různých jeho rozměrech. Možná to je jen vlna, její amplituda a konstantní pohyb (rychlost světla samozřejmě).
Složité systémy jsou zpravidla postaveny z jednodušších stavebních prvků a ty zase ještě z jednodušších. Ořech, pivo a koňský koblížek vypadají různě, ale jsou postaveny převážně ze stejných atomů kyslíku, vodiku a uhlíku. A ty mají zase stejné elektrony, protony a neutrony, které se zase skládají ze stejných kvarků atd. Sice těm kvarkům přisuzujeme různé vůně atd. a známe jich desítky, tak to zase je spíše projev toho, jaká je jejich projekce v námi vnímaném prostoru nebo poměr ještě menších jevů, které kvarky tvoří. Klidně třeba orientace a směr vlny šířící se čtyř a více rozměrným prostorem.
A cestování časem? Tím si nejsem jist. Sice Einsteinovo-Rosenův most takovou možnost připouští, tak zároveň na jeho vytvoření v takovém měřítku, aby jím pronikla alespoň rozluštitelná informace potřebujete tolik energie, že by se to možná rovnalo váze celého vesmíru, patrně by fungoval jen jednosměrně (z minulosti do budoucnosti) a průchod skrz by trval subjektivně déle, než ten čas přečkat normálně. Možná jsou takovou červí dírou černé díry, ale ty které vás neroztrhají slapovými jevy na kvark gluonové plazma jsou jen ty supermasivní v centrech galaxií (možná) A i kdybychom našli nějakou cestu jak se tam v rozumné době dostat, tak dilatace času způsobí, že než se vůbec dotknete horizontu událostí a projdete skrz, tak vesmíru dojde čas, zestárne a zhasne nebo třeba dojde ke změně Higgsůva kvantového potenciálu a vakuum vybuchne, vyberte si :) (asi jste pochopili, že když nevěřím na temnou energii, tak se ani příliš nebojím této varianty zániku vesmíru, který s ní počítá).
A navíc, pokud by byl vesmír skutečně principiálně jen různě rozvlněný, chvějící se prostor, tak je vysoce pravděpodobné, že koordináty, kde se naše hmota nacházela před chvílí, jsou již obsazeny jiným vlněním a vrátit se tam tedy nelze, respektive ano, ale naše "minulost" už tam nebude. Vím, vnímám vesmír a čas úplně jinak než naprostá většina lidí. :D
Re: další myšlenkový experiment
František F,2024-07-18 21:55:13
Kde se vzal Stvořitel?
Můžeme pátrat po částicích, po začátku Vesmíru, složeného z částic, protože jsou nám vesměs k použití. Stvořitel jako civilizace je nám skrytý, nelze ho nalézt. Je nebo není? Jakými metodami ho najít nebo posoudit, že není?
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
