Am Standardmodell vun der Deelcherphysik an am Albert Einstein senger Theorie vun der spezieller Relativitéit déngt d'Liichtgeschwindegkeet am Vakuum (c) als absolut kosmesch Geschwindegkeetslimit. Allerdéngs verbidd de mathematesche Kader vun der Relativitéit net explizit d'Existenz vu Deelcher dei ëmmer mei schnell wei d'Liicht reesen. Dës hypothetesch Entitéite gi Tachyonen genannt.
1. Den historeschen Ursprong vun den Tachyonen
D'konzeptuell Basis fir Deelcher mei schnell wei d'Liicht geet zréck op den Ufank vum 20. Joerhonnert. 1917 huet de Richard Tolman erkannt datt mei schnell wei d'Liicht reesen am Kader vun der spezieller Relativitéit zu Kausalitéitsverletzunge féiert.
D'modern Formaliséierung vum Tachyonekonzept gëtt haaptsächlech dem Physiker Gerald Feinberg zougeschriwwen, deen den Terme a sengem bahnbriechenden Artikel vun 1967 an der Physical Review erstallt huet. Den Numm kënnt vum griechesche Wuert tachys, wat "schnell" bedeit.
2. D'Kinematik vun der imaginaerer Mass
Fir Tachyonen ze verstoen, musse mir d'relativistesch Energie-Impuls-Equatioun ënnersichen:
Wann d'Geschwindegkeet (v) mei grouss ass wei c, gëtt den Terme ënnert der Quadratwuerzel (1 - v²/c²) negativ. Fir datt d'Gesamtenergie (E) eng reell Zuel bleift, muss d'Roumass (m₀) eng imaginaer Zuel sinn.
Déi ëmgedréint Energie-Geschwindegkeets-Relatioun
Eng vun de kontraintuitiversten Eegeschafte vun Tachyonen ass wéi si op Energieverännerunge reagéieren. Energie verléieren erhéicht hir Geschwindegkeet. Wann d'Energie vun engem Tachyon op null zougeet, geet seng Geschwindegkeet op Onendlech zou. D'Liichtgeschwindegkeet handelt als en oniwwerbrékbare Buedem fir Tachyonen.
3. Tachyonen an der Quantefeldtheorie
An der Quantefeldtheorie (QFT) gëtt en Tachyon net onbedéngt als en Deelchen verstanen dat mei schnell wei d'Liicht reest, mee als eng Indikatioun vun enger Instabilitéit am System. D'Instabilitéit gëtt duerch Tachyonekondensatioun geléist. Dat bekanntst Beispill ass den Higgs-Feld.
4. Experimentell Sichaarbechten an d'OPERA-Anomalie
2011 huet d'OPERA-Kollaboratioun gemellt datt Muon-Neutrinos 60 Nanosekonne viru Liicht ukomm sinn. Spéider Ënnersuchunge hu gewisen datt d'Anomalie op experimentell Feeler zeréckzeféieren war: e lose Glasfaserkabel an en ze schnelle Auer-Oszillator.
Conclusioun
Tachyone bleiwen eng elegant mathematesch Curiositéit an eng vital theoretesch Instrument. Obwuel physesch Deelcher dei mei schnell wei d'Liicht reesen ni detektéiert goufen, ass d'ënnerliggend Mathematik vun der imaginaerer Mass an den tachyoneschen Felder absolut zentral fir eist modernt Verständnis vun der Quantefeldtheorie an dem Ursprong vun der Mass am Universum.