15 ก.ค. 2024 เวลา 09:30 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

นักฟิสิกส์เสนออนุภาคเร็วกว่าแสง Tachyons แบบใหม่

Tachyons (แทคีออน) เป็นอนุภาคสมมุติที่เดินทางด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสง แนวคิดนี้เป็นความย้อนแย้งของฟิสิกส์ยุคใหม่ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้ถูกมองว่า ไม่เข้ากับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
บทความที่เพิ่งตีพิมพ์ใน Physical Review D (09/07/2024) โดยนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวอร์ซอและมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดได้แสดงให้เห็นว่า อคติเหล่านี้ไม่มีมูลความจริง Tachyons ไม่เพียงแต่ไม่ถูกตัดออกจากทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างเชิงสาเหตุของมันได้ดีขึ้น อนุภาคสมมุติที่สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหนือแสง เรียกว่า Tachyons (จากภาษากรีกว่า tachýs แปลว่า เร็ว) สิ่งเหล่านี้ได้รับการยกย่องอย่างกว้างขวางว่า เป็นการสร้างสรรค์ที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
จากงานวิจัยเหตุผลอย่างน้อย 3 ประการที่ทำให้ไม่มี Tachyons ในทฤษฎีควอนตัม ประการแรก: สภานะพื้น (ground state) ของสนาม Tachyons ควรจะไม่เสถียร ซึ่งหมายความว่า อนุภาคเหนือแสงดังกล่าวจะก่อให้เกิด "หิมะถล่ม (avalanches)"
*สภานะพื้น (ground state) หมายถึง สถานะในระดับพลังงานต่ำที่สุด*
ประการที่สอง: การเปลี่ยนแปลงในตัวผู้สังเกตการณ์ในกรอบเฉื่อยควรจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงจำนวนอนุภาคที่สังเกตได้ในระบบอ้างอิงของเขา แต่การมีอยู่ของอนุภาคไม่สามารถขึ้นอยู่กับว่า ใครกำลังมองพวกมันอยู่
เหตุผลประการที่สาม: พลังงานของอนุภาคเหนือแสงอาจมีค่าเป็นลบ
กลุ่มงานวิจัยนี้ได้ต่อยอดแนวคิดมาจากงานวิจัยของ Yakir Aharonov ในปี 1964
ที่มีชื่อว่า สมมาตรของเวลาในกระบวนการวัดควอนตัม (Time Symmetry in the Quantum Process of Measurement) โดย Yakir Aharonov โด่งจากการค้นพบ Aharonov–Bohm effect
กลุ่มงานวิจัยนี้ ได้วิเคราะห์และตีความใหม่บนทฤษฏีควอนตัม พูดง่ายๆ ก็คือ ในการคำนวณความน่าจะเป็นของกระบวนการควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับ Tachyons จำเป็นต้องรู้ไม่เพียงแต่สถานะเริ่มต้นในอดีตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสถานะสุดท้ายในอนาคตด้วย เมื่อข้อเท็จจริงนี้ถูกรวมเข้ากับทฤษฎีแล้ว ความยุ่งยากทั้งหมดที่กล่าวมาก่อนหน้านี้ก็หายไปหมดสิ้น และทฤษฎี Tachyons ก็มีความสอดคล้องกันทางคณิตศาสตร์
ผู้เขียนยังคาดการณ์ด้วยว่า การขยายเงื่อนไขขอบเขตจะส่งผลตามมา นั่นคือ การพัวพันเชิงควอนตัม (quantum entanglement) รูปแบบใหม่ปรากฏขึ้นในทฤษฎี ซึ่งเป็นการผสมระหว่างอดีตและอนาคต ซึ่งไม่มีอยู่ในทฤษฎีอนุภาคทั่วไป (conventional particle theory)
.
แปลและเรียบเรียงโดย
One To Many - A Brief Science
แหล่งอ้างอิง
[1] Physicists suggest tachyons can be reconciled with the special theory of relativity
[2] Covariant quantum field theory of tachyons
[3] Time Symmetry in the Quantum Process of Measurement
โฆษณา