Новости науки
Сверхсветовые тахионы вписали в теорию относительности Эйнштейна
Тахион (от греч. ταχύς, «быстрый ») – гипотетическая частица с массой, равной комплексному числу, движущаяся со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Тахионы способны излучаться, поглощаться и переносить энергию.
До недавнего времени считалось, что тахионы не вписываются в специальную теорию относительности из-за нескольких причин. К ним относится, например, нестабильность основного состояния тахионного поля, из-за чего такие частицы могли бы образовывать лавины. Во‑вторых, изменение системы отсчета наблюдателя приводило бы к изменению числа частиц. Наконец, энергия сверхсветовых частиц могла бы принимать отрицательные значения.
Ученые из Варшавского и Оксфордского университетов в ходе проведенного исследования установили, что тахионы не противоречат теории относительности Эйнштейна.
При решении задач, описывающих сложные физические процессы, необходимо учитывать граничные и начальные условия – они во многом определяют полученный результат. Исследователи обнаружили, что для описания квантовых процессов с участием тахионов необходимо учитывать не только начальное, но и конечное состояние системы. То есть, для вычисления вероятности квантового процесса с тахионами требуется информация о будущем конечном состоянии системы. После включения этого аспекта в теорию все ранее известные трудности исчезли, и теория тахионов стала математически последовательной.
Авторы исследования также предсказывают, что расширение граничных условий приводит к новому типу квантовой запутанности, смешивающей прошлое и будущее состояния. Этот аспект отсутствует в традиционной теории частиц. Ученые также постарались ответить на вопрос, могут ли тахионы быть обнаружены в реальности или они остаются чисто математической возможностью. По мнению авторов, тахионы не только возможны, но и являются важным компонентом процесса спонтанного нарушения симметрии, ответственного за образование материи. Это может означать, что возбуждения поля Хиггса до нарушения симметрии могли перемещаться со сверхсветовой скоростью в вакууме.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D
Найдены доказательства темной материи?
Астрофизики из Принстонского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) нашли возможные доказательства существования частиц темной материи. Ученые исходили из высказанного ранее предположения, что темную материю можно обнаружить косвенно через свет, испускаемый при аннигиляции сталкивающихся гипотетических частиц. Участники исследования сообщили, что они обнаружили то, что может быть таким светом, во внешней атмосфере темной стороны Юпитера.
Исходное предположение: частицы темной материи притягиваются к Юпитеру и сталкиваются с его ионосферой, производя вспышки ионизирующего излучения. Это излучение должно приводить к появлению избытка катионов H3+ или протонированного молекулярного водорода.
В ходе исследования были проанализированы данные, полученные спектрометром космического зонда Cassini. Инфракрасные наблюдения были проведены с ночной стороны планеты над ее экваториальной областью, что позволило уменьшить влияние полярных сияний. В данных ученые искали доказательства наличия большего количества излучения от H3+, чем можно было бы объяснить, не прибегая к гипотезе темной материи.
Ученым удалось обнаружить излучение от H3+, но пока не ясно, имеется ли в нем вклад темной материи. Новое исследование должно установить, является ли излучение хотя бы частично результатом аннигиляции неизвестных частиц?