2024-02-26 22:00:00
Saviez-vous que, au sein de la physique théorique, certaines particules se distinguent par le fait qu’elles enfreignent l’un des principes de base de cette discipline et des vitesses actuelles dépassant celle de la lumière? Il s’agit de tachyons, éléments hypothétiques prédits pour la première fois dans les années 1960 et qui retiennent depuis lors l’attention de la communauté scientifique.
Et le fait est que, dans un Univers où la vitesse de la lumière constitue la vitesse maximale autorisée pour l’information et la matière, l’existence de ces particules capables de surmonter cette barrière constitue un défi. questions fondamentales sur la nature de ce que nous savons.
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Avec leur masse imaginaire et leur comportement apparemment paradoxal, les tachyons sont couronnés d’éléments uniques. Comment ces particules pourraient-elles influencer la façon dont nous comprenons notre environnement ? Quoi preuve expérimentale est-ce que cela soutient son existence ? Est-il vraiment possible de les trouver dans l’Univers ?
UNE HYPOTHÈSE DU 20ÈME SIÈCLE
Au milieu du siècle dernier, dans une période marquée par des découvertes emblématiques en théorie quantique et en relativité, la communauté scientifique a commencé à percevoir la nécessité de lier, ou relier, d’une manière ou d’une autre, les deux hypothèses apparemment incompatibles. Dans le but d’explorer de nouvelles idées et concepts pour les soutenir, le tachyons Ils sont apparus comme une solution au problème.
L’une des premières références à ces particules de masse imaginaire est venue du physicien Arnold Sommerfeld à la fin des années 1930, qui a introduit l’idée de particules avec masse imaginaire pour résoudre certains problèmes de physique. Cependant, le terme tachyon a été inventé 37 ans plus tard, en 1967, par le physicien Gerald Feinberg.
En fait, c’est au cours de cette décennie que les scientifiques ont exploré plus en détail conséquences de l’existence de ces particules. La proposition des tachyons apportait la possibilité d’éléments capables de voyager plus vite que la lumière, remettant ainsi en question l’idée principe de causalité de la relativité spatiale.
Face à ce dilemme, les tachyons ont été mis sur les lèvres de tous les physiciens et sont devenus une pièce cruciale du puzzle de la physique théorique. Des scientifiques tels que George Sudarshan et Robert Marshak ont contribué à la formulation mathématique des tachyons et exploré ses conséquences théoriques. Ainsi, bien qu’ils n’aient pas encore été observés expérimentalement, leur rôle en physique est devenu véritablement pertinent.
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Arnold Sommerfeld, premier à prédire l’existence des tachyons
UNE PARTICULE DÉFI
Ainsi, les tachyons sont identifiés comme des particules de masse imaginaire. Qu’est-ce que cela signifie exactement ? Eh bien, alors que la masse des particules connues, comme les électrons et les quarks, est toujours réelle et positive, celle des tachyons serait un nombre appartenant au plage imaginaire: présente une dualité.
Dans la théorie de la relativité restreinte, la vitesse d’une particule est liée à sa masse et à son énergie grâce à la célèbre formule d’Einstein. Eh bien, dans le cas des tachyons, la présence d’une masse imaginaire contribuerait à la possibilité que Sa vitesse pourrait dépasser la vitesse de la lumière.
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Liés à cette caractéristique de vitesse supraluminique, les tachyons sont également associés à un curieux phénomène connu sous le nom de «rétrocausalité». Cela implique que les tachyons pourraient « potentiellement » communiquer dans le temps. Autrement dit, ils remettraient en question notre concept par défaut de compréhension linéaire et unidirectionnelle du temps et se déplaceraient dans les deux directions temporelles de manière non distinctive.
Comme vous pouvez l’imaginer, la description mathématique de ces particules est complètement technique et implique l’utilisation de certains nombres et équations imaginaires qui peuvent sembler quelque peu abstraits ou alambiqués à ceux qui ne sont pas familiers avec la théorie quantique avancée. Ce sont pourtant des ressources de calcul indispensables pour pouvoir modeler la nature et le comportement de ces particules et leurs interactions possibles avec la réalité.
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Comme un tachyon se déplace toujours plus vite que la lumière, il n’a pas pu être observé en approche. La forme bleutée à droite est l’image formée par l’effet Doppler de la lumière atteignant l’observateur, situé au sommet des lignes noires. L’image de gauche est formée par la lumière décalée vers le rouge qui quitte la sphère après avoir dépassé l’observateur. Puisque l’objet arrive avant sa lumière, l’observateur ne voit rien jusqu’à ce que la sphère commence à dépasser l’observateur.
COHÉRENCE AVEC LES THÉORIES ACTUELLES
Or, s’ils n’ont jamais été observés expérimentalement, où apparaissent-ils exactement ? Eh bien, il existe une série de théories et modèles cela incorporerait parfaitement les tachyons, complétant ces hypothèses et complétant la formulation de chacune d’entre elles.
Par exemple, dans le la théorie des cordesqui décrit les particules subatomiques comme des cordes vibrantes au lieu de particules ponctuelles, propose l’existence de tachyons comme nouveaux modes vibratoires de cordes qui fourniraient des informations intéressantes sur l’étude de l’espace-temps à de petites échelles.
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En revanche, la mécanique quantique a proposé certains modèles intégrant des tachyons pour expliquer certains phénomènes complexes. Par exemple, la possibilité qu’ils aient une vitesse supérieure à celle de la lumière a conduit à des recherches sur la manière dont ils pourraient influencer la vitesse de la lumière. intrication quantique et dans le transmission d’informations quantiques entre les particules à des vitesses apparemment instantanées. Les tachyons pourraient-ils avoir leur place dans cette explication ?
En cosmologie, certaines théories suggèrent que les tachyons joueraient un rôle fondamental dans la compréhension du énergie noire, une forme d’énergie inconnue qui entraînerait l’expansion accélérée de l’Univers. En fait, la possibilité que les tachyons interagissent avec le champ d’énergie du vide a conduit à des spéculations autour de ces curieuses possibilités.
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