تاکیون ها: ذراتی در ورای فضا-زمان
بیگ بنگ: تاکیون یکی دیگر از اعجاب های مکانیک کوانتومی است تاکیون ها در جهانی عجیب به سر می برند که در آن همه چیز سریع تر از نور حرکت می کنند. آنها رفتارهای عجیب و غریبی دارند، تاکیون ها با از دست دادن انرژی تندتر می روند، بنابراین با از دست دادن کل انرژی خود با سرعت بی نهایت حرکت خواهند کرد. اما اعجاب آورترین خصوصیت انها این است که تاکیون دارای جرمی موهومی است!!!
به گزارش بیگ بنگ، در جهان ریاضیات یک عدد موهومی، یک عدد به شکل bi است به طوری که b یک عدد غیر صفر و حقیقی، همچنین i نیز به صورت i^2 = -1 (که به آن واحد موهومی نیز میگویند) تعریف شده باشد. اگر در معادلات مشهور اینشتین m را با im جایگزین کنیم، آنگاه چیزی خیره کننده پدیدار می شود. به ناگاه تمام ذرات با سرعت فراتر از نور حرکت می کنند. اما وقتی می فهمیم که ممکن است این وضعیت انتزاعی ریاضیات به فیزیک و عالم کشیده شود به معنای واقعی ترسی ژرف تمام وجودمان را فرا می گیرد چون حتی نمی توانیم آن را در تخیل بیاوریم. بنابراین جرم موهومی حتی از جرمی بی نهایت هم عجیب تر است. در هر صورت تاکیون ها سریع تر از نور حرکت می کنند و جرم موهومی دارند اما فعلا کسی آنها را ندیده است.
با وجود این همه خصلت های عجیب و غریب، تاکیون ها به طور جدی مورد مطالعه فیزیکدانان مانند فاینبرگ قرار گرفته اند. مشکل در آن است که تاکنون کسی تاکیون را در آزمایشگاه ندیده است. فاینبرگ پیشنهاد کرد که فیزیکدانها به بررسی باریکه لیزر پیش از روشن کردن آن بپردازند. اگر تاکیون وجود داشته باشند، آنگاه نور آمده از باریکه لیزر را می توان حتی پیش از روشن شدن این وسیله آشکارسازی کرد! معلوم نیست که از تاکیون ها بشود برای فرستادن پیام ها به گذشته استفاده کرد مثلا فاینبرگ عقیده داشت که گسیل تاکیونی که در زمان پیش می رود، با جذب تاکیون انرژی منفی که در زمان پس می رود یکسان است(مشابه با وضعیت مربوط به پادماده) و شاید علیت نقض نشود.
تفسیر جدی امروزی تاکیون ها این است که آنها شاید در لحظه بیگ بنگ وجود داشته اند و با نقض علیت دیگر وجود ندارند. تاکیون ها دارای خصوصیات عجیب دیگری نیز هستند، وقتی آنها را در هر نظریه ای وارد کنید آنها خلاء را که پایین ترین حالت انرژی است، ناپایدار می کنند. اگر سیستمی دارای تاکیون ها باشد، یعنی در خلاء دروغین قرار دارد به طوری که آن سیستم ناپایدار می شود و به خلاء راستین واپاشی می کند. باور بر این است که کیهان قبل از بیگ بنگ، در اصل با خلائی دروغین آغاز شد که در آن تاکیون ها وجود داشته اند. به باور فیزیکدانان بوزون هیگز در اصل به صورت تاکیون به راه افتاد.
در خلاء دروغین، هیچ کدام از ذرات زیر اتمی اصلا جرمی نداشتند اما تاکیون آن را ناپایدار کرد و جهان گذاری به خلاء جدید انجام داد که در آن بوزون هیگز تبدیل به ذره ای عادی شد. پس از گذار از تاکیون به ذره عادی، ذرات زیر اتمی شروع به جرم دار شدن کردند. بدین ترتیب کشف بوزون هیگز نه تنها آخرین تکه گمشده مدل استاندارد را تکمیل میکند، بلکه تاکید خواهد کرد که حالت تاکیونی زمانی وجود داشته است اما به ذره ای عادی تبدیل شده است. شاید تاکیون ها پیش از بیگ بنگ وجود داشتند، این ذرات علیت را نقض می کنند اما فیزیکدانان باور دارند که کار اصلی آنها راه انداختن بیگ بنگ بود و بنابراین دیگر مشاهده شدنی نیستند. بنابراین تاکیون ها نمایانگر حالت کوانتومی عجیبی اند که در آن اجسام می توانند سریع تر از نور بروند حتی علیت را نقض کنند. اما آنها مدت ها پیش ناپدید شده اند و شاید به شکل گیری کیهان انجامیده باشند.
طبق نظر فاینمن، الکترونی که در زمان به عقب بر میگردد همان پوزیترون با بار مخالف است. تفسیری که ولف و سارافتی به آن می افزایند این است که الکترون به خارج از مخروط نور خود، به درون خط جهانی تاکیونی که در آن سرعت الکترون بیش از سرعت نور است تابانده می شود. حتی تعدادی از فیزیکدانان معتقدند که تئوری نسبیت اینشتین وجود تاکیون ها را نفی نمی کند و حتی بر وجود آنها صحه می گذارد و در واقع می توان گفت تاکیون ها در خارج از مخروط نور وجود دارند، یعنی در آنسوی فضا-زمان!
نویسنده: میلاد اسکندر دوست/ سایت علمی بیگ بنگ
منابع برای مطالعه بیشتر:
فیزیک ناممکن ها/میچیوکاکو
عرفان و فیزیک جدید/مایکل تالبوت
اطلاعات بیشتر: Tachyon
خیلی جالب بود و هضم کردن این مطالب واقعا سخته امیدوارم در آینده نزدیک اطلاعات بیشتری در مورد تاکیون ها به دست آوریم👌🏻
با تشکر از سایت خوبتون
هیچکس ایده ای داره اگه وارد بدن انسان بشه انسان به جز از هم پاشیدن اندام هاش کار دیگه هم انجام میده
یه چیزی هست این وسط که جرم تاکیون ها سکون صفر هست خب اگه چیزیو با شتاب بیشتر مثلا از طریق دستگاه شتاب دهنده ذرات با مقدار انرژی که داره جرمشو به صفر برسونیم و مقدار انرژی که داررو بدیم به شتابش و انرژیشو ازاد کنیم خب میشه یعنی مثلا سرعتش بیشتر بشه؟ البته خیلی توضیحات داره ولی خب اینم یه توضیح مختصر بود.
باهات موافقم داخل فیلم فلش ولز با ترکدوندن شتاب دهنده ذرات کلی ابر انسان به وجود آورد و به شخص ( تندرو ها) از همون موقه دنبال اینم که بدونم چطوری تاکیون مثبت و تاکیون منفی به وجود میاد شاید در آینده به این علم برسیم که تندرو بسازیم (:
سلام،من دو ساله تو حوزه ی نانو و کوانتوم تحقیق جدی میکنم و به خصوص درمورد ذرات و نیرو های بنیادی.در مورد تاکیونها میگن با از دست دادن انرژی سرعتش زیاد میشه اما این انرژی که میگن چه نوع انرژی هست؟در ضمن تو معادلات جور در نمیاد.لطفا بیشتر توضیح بدید.ممنون.
دلخوشم از زیر تو
نمی دونم ، ولی فکر می کنم که این جهانی که توش زندگی می کنم به این سادگی نیست که می بینمش . ممنون از اطلاعاتت.
هر چقدر از پیچیدگی جهان بگیم کم گفتبم
همین جوری مطلب ننویس اول موضوع رو فهم کن بعد که قانع شدی بنویس نه این که یکی یه چیزی بگه تو هم همونو تکرار کنی خودت فهمیدی چطور علیت نقض شده فقط میگی علیت رو نقض می کنه، چطوری؟ توضیح ندادی.
همیشه این موضوع منو اذیت می کنه که “بی نهایت” رو همه جا به حساب میاریم، در تمام کیهان…
ولی در مورد سرعت همه چیز رو به “سرعت نور” محدود کردیم
از این قسمت مطلب خیلی خوشم اومد که گفته اگر در معادلات اینشتین مقدار موهومی im را جایگزین کنیم : “به ناگاه تمام ذرات با سرعت فراتر از نور حرکت می کنند”
خیلی وقته به این موضوع فکر می کردم، وقتی توی ریاضی مبحث اعداد مختلط رو خوندم با خودم گفتم پس اگر اعداد موهومی رو هم میشه توی محاسبات آورد، پس حتما مقدار موهومی و جرم موهومی رو هم میشه در نظر گرفت…و نتیجه هم ذرات فراتر از سرعت نور شده
مطلب جالب و مفیدی بود، واقعا خسته نباشید
می خواستم بدونم کتابی از “کارل سیگن” ترجمه شده؟
دنبال مستند دوبله شده هم برای دانلود گشتم ( بعضی وقتا یه قسمت هاییش ازصداوسیما پخش میشه) ولی چیزی پیدا نکردم…
ممنون میشم راهنمایی بفرمایید