Immer wieder taucht der Begriff Tachyonen auf!
Hier ein Artikel der den Interessenten einiges erklären kann.
Ein unmögliches Teilchen könnte doch irgendwie in die Allgemeine Relativitätstheorie passen, sagen Wissenschaftler
Eine mathematische Optimierung könnte die theoretische Physik auf den Kopf stellen.
- Eine einfache mathematische Optimierung könnte Tachyonenfelder mit dem Rest der Physik in Einklang bringen.
- Tachyonen sind Teilchen, die schneller als Licht sind, und Tachyonenfelder sind Sonderfälle von Quantenfeldern.
- Die mathematische Anpassung vergrößert einen kleinen Hilbert-Raum zu einem größeren, um Variablen aufzunehmen.
Ein Teilchen könnte unsere Vorstellung von der Realität zerstören
Tachyonenfelder seien schon seit langem „das Enfant terrible der Physik“, erklären diese Wissenschaftler, aber neuere Arbeiten haben sie immer weiter von fremdartig zu vielleicht einfach unglaubwürdig gemacht. Jetzt fügt dieses Team ein weiteres Update hinzu, um Tachyonenfelder weiterhin in Richtung Plausibilität zu bringen. Ihre Arbeit erscheint in der von Experten begutachteten Fachzeitschrift Physical Review D der American Physical Society .
Der Schlüssel liegt, so erklären sie, in der Verdoppelung eines der Parameter im heutigen Verständnis von Tachyonenfeldern. Der Hilbert-Raum ist ein Arbeitsmodell, das in der komplexen Mathematik verwendet wird. ein Hilbertraummodell mit nur einem Teilchen Bei der Beschreibung von Quantenfeldern im Allgemeinen reicht aus. Tatsächlich schränkt es die Mathematik so ein, dass die gesamte Berechnung funktioniert, da das eine Teilchen niemals subtrahiert oder addiert wird. Aber für Tachyonenfelder ist die Mathematik anders und muss durch zwei sich überschneidende Felder statt durch ein Feld nur eines Teilchens dargestellt werden, sagen die Wissenschaftler.
Das liegt daran, dass der Hilbert-Raum, der ein Tachyonenfeld darstellt, genügend Platz für einen kniffligen mathematischen Schalter haben muss. In unserem Verständnis der Arbeitsraumzeit gibt es eine Reihe von Berechnungen, die Lorentz-Transformationen, die möglich sein müssen, damit eine bestimmte Idee plausibel ist.
Betrachten Sie es wie jede andere Reihe von Qualifikationen. Wenn Sie sich als Teil einer Liste von Quadraten bewerben möchten, müssen Sie genau vier gleich lange Seiten und genau vier rechte Winkel haben. Ohne diese Qualifikationen ist man einfach eine andere Gestalt. Um in unserer Welt plausibel zu sein, müssen Sie Lorentz-konform sein und das Äquivalent von vier Seiten und vier rechten Winkeln haben.
Wenn die Tachyonenfeldmathematik auf einen Hilbert-Raum mit nur einer Seite oder Eingabe beschränkt ist, haben die Lorentz-Transformationen keinen Platz, um sie vollständig auszudrücken. Denn im Zuge dieser Transformationen können sich die Eingabe- und Ausgabefelder vertauschen und ein Ergebnis erzeugen, das nicht mehr in den Hilbert-Raum passt. Der richtige Raum, erklären die Wissenschaftler, muss aus allen Eingängen und allen Ausgängen gepaart sein. Das bedeutet, dass sie hin und her wechseln können, ohne das Spielfeld zu verlassen.
Es ist eine komplizierte Sache – aber die Kosmologie ist es auch. Und trotz der berauschenden Details ist das Ergebnis einfach: Dieser größere Hilbert-Raum beseitigt die drei größten verbleibenden Hindernisse für unser Verständnis von Tachyonenfeldern als Teil desselben Spielraums wie die Quantenfeldtheorie im Allgemeinen.
Dies, so erklären die Wissenschaftler, folgt auf frühere Arbeiten, die zeigten, dass Tachyonen nicht unmöglich, sondern eher „Störungen der Kausalität“ seien. Auch andere Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Berechnung superluminaler Teilchen vielleicht doch nicht unmöglich ist.
Es gab eine Zeit, in der sich die Physiker mit der Idee der Quantenmechanik im weitesten Sinne auseinandersetzten. Zuvor mussten Wissenschaftler ihre Existenz aufs Spiel setzen, um anzunehmen, dass überhaupt Atome und dann subatomare Teilchen existierten. Vielleicht werden wir in den kommenden Jahren alle Tachyonenfelder als Baustein unserer Welt akzeptieren, mit fein abgestimmten Detektoren für diese sowie für Dunkle Materie und die anderen theoretischen Materialien um uns herum. Es genügt ein etwas größerer Arbeitsraum.
Quelle: https://www.popularmechanics.com/science/a62045551/impossible-particle-theoretical-relativity/ Übersetzt mit Firefox
Original:
Tachyon fields have long been “the enfant terrible of physics,” these scientists explain, but recent work has continued to move them from outlandish toward, maybe, merely implausible. Now, this team is adding another update to keep moving tachyon fields toward plausibility. Their work appears in the peer-reviewed American Physical Society journal Physical Review D.
The key, they explain, is in doubling one of the parameters in today’s understanding of tachyon fields. The Hilbert space is a working model used in complex mathematics. When describing quantum fields in general, a Hilbert space model with just one particle is enough. In fact, it constrains the math in a way that makes the whole calculation work, because the one particle is never subtracted from or added to. But for tachyon fields, the math is different and must be represented by two intersecting fields instead of one field of just one particle, the scientists say.
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That’s because Hilbert space that depicts a tachyon field has to have enough room for a tricky mathematical switch. In our understanding of working spacetime, there’a a series of calculations, the Lorentz transformations, that need to be possible in order for a particular idea to be plausible.
Think of it like any other set of qualifications. If you want to apply to be part of a list of squares, you must have exactly four sides of equal length and exactly four right angles. Without those qualifications, you’re simply another kind of shape. To be plausible in our world, you must be Lorentz compliant, with the equivalent of four sides and four right angles.
If the tachyon field math is constrained to a Hilbert space of just one side, or input, then the Lorentz transformations don’t have room to fully express. That’s because in the course of these transformations, the input and output fields can switch and create an outcome that doesn’t fit into the Hilbert space anymore. The right space, the scientists explain, must be paired of all inputs and all outputs together. That means they can switch back and forth without moving out of bounds.
It’s complicated stuff—but so is cosmology. And despite the heady details, what results is simple: this larger Hilbert space removes the three largest remaining obstacles in our understanding of tachyon fields as part of the same play space as quantum field theory in general.
This, the scientists explain, comes after previous work showing that tachyons are not impossible, but rather more like “disturbances of causality.” Other scientists have also shown that the math of superluminal particles may not be impossible after all.
At one time, physicists were sticking their necks out over the idea of quantum mechanics in the broadest sense. Heck, before that, scientists had to risk their livelihoods to suggest that atoms existed at all, then that subatomic particles existed. Perhaps in years to come we’ll all accept tachyon fields as a building block of our world, with fine-tuned detectors for those as well as dark matter and the other theoretical materials around us. All it takes is a slightly larger working space.