Тахионы
Рефераты >> Физика >> Тахионы

Уточнение, которое следует сделать в этих выводах, связано с тем, что тахионы, быть может, способны терять энергию за счет других процессов, помимо излучения Черенкова. Одна из таких возможностей — распад отдельного тахиона на несколько тахионов, каждый из которых обладает меньшей энергией. Если существуют и другие механизмы энергетических потерь, то интенсивность реально испущенного излучения Черенкова может быть меньше предполагаемой. Поэтому значение верхнего предела для вероятности рождения тахионов может оказаться слишком заниженным. По этой причине, а также потому, что мы, вообще говоря, находимся в неведении относительно возможных типов взаимодействия тахионов с обычным веществом, было бы желательно исследовать тахионы так, чтобы результаты исследования не зависели от того, какие взаимодействия испытывают тахионы после рождения.

Такой эксперимент был выполнен недавно группой сотрудников Колумбийского университета, в которую входили Чарльз Балтэй, Ральф Линскер, Ноэль К. Иех и Дж. Фейнберг.

Исследования этой группы, выполненные на примере аннигиляции антипротонов с протонами, не дали ни одного примера рождения тахионов и привели к столь же низкому пределу вероятности рождения их в этой реакции. В каждом из экспериментов одиночные тахионы могли бы родиться, только если квадрат их массы оказался бы в определенной области его значений. Поэтому данные эксперименты могут служить проверкой возможности рождения отдельных тахионов только для частиц со значениями квадрата массы в этой определенной области.

Однако есть некоторые основания утверждать, что рождение одиночных тахионов вообще запрещено, точно так же как запрещено рождение одиночных электронов без появления других сходных с ним частиц. Вместе с тем рождение двух тахионов или тахион - антитахионной пары не является столь же запрещенным процессом. Подобные случаи рождения двух частиц могут происходить в любом эксперименте, независимо от того, чему равен квадрат массы отдельного тахиона. Поэтому из выполненных экспериментов в действительности следует довольно резкое ограничение на рождение одиночных тахионов любой массы, за исключением таких значений масс, которые столь близки к нулю, что их можно в пределах ошибок эксперимента считать положительными.

Таким образом, оба прямых экспериментальных исследования по обнаружению тахионов, проведенные до сих пор, дали отрицательные результаты. Косвенные соображения также имеют тенденцию к дальнейшему ограничению возможных взаимодействий тахионов. Согласно одному из этих соображений, если заряженные тахионы существуют, то фотон должен быть нестабильным и распадаться через некоторое время на пару заряженных тахионов.

Между тем, как известно, фотоны миллиарды лет путешествуют в межгалактическом пространстве и при этом не распадаются. Это означает, что если заряженные тахионы вообще существуют, то либо их заряд по величине на много порядков меньше заряда электрона, в силу чего они взаимодействуют с фотонами очень слабо, либо квадрат их массы очень близок к нулю, что делает задачу распознавания их среди обычных частиц очень трудной. Аналогичные выводы, исходя из косвенных аргументов, можно сделать относительно весьма слабых взаимодействий нейтральных тахионов.

Возможность того, что тахионы существуют, но совсем не взаимодействуют с обычными частицами, не должна нас интересовать. Если они не взаимодействуют с объектами, входящими в состав нашей измерительной аппаратуры, у нас не будет никакой возможности обнаружить их, и с нашей точки зрения это означает то же самое, как если бы они вообще не существовали.

Весьма правдоподобная интерпретация описанных выше результатов состоит в том, что тахионы вообще не могут рождаться при столкновениях обычных частиц. Тогда остаются две возможности. Одна маловероятная возможность связана с допущением, что тахионы взаимодействуют с обычными частицами и могут обмениваться с ними энергией, но не могут ими порождаться. Такая ситуация находилась бы в очень сильном противоречии со всем нашим пониманием релятивистской квантовой теории фундаментальных частиц, так что она маловероятна, но не невозможна. Эту гипотезу можно было бы проверить, исследуя тахионы в естественных условиях, например, в космических лучах. Трудности в проведении таких исследований обусловлены тем, что тахионы быстро теряют энергию, и их становится трудно обнаружить. Вторая возможность состоит в том, что тахионы просто не существуют, и, тем самым, природа вообще не заполнила эту нишу, дозволенную теорией относительности. Если это так, а теперь это кажется наиболее вероятным, то мы не сможем разобраться, почему это так, пока не достигнем гораздо более глубокого уровня понимания природы элементарных частиц, чем это имеет место в настоящее время.


Страница: