Путешествия быстрее скорости света остаются одним из самых обсуждаемых вопросов в физике. Гипотетические частицы, способные двигаться быстрее света, называются тахионами (от греч. tachýs — быстрый). В мире физики они давно считаются чем-то несовместимым с общей теорией относительности.
Ранее считалось, что существует как минимум три причины, по которым тахионы не могут существовать в квантовой теории. Во-первых, основное состояние тахионного поля должно было быть нестабильным, что могло бы приводить к неконтролируемому образованию этих частиц. Во-вторых, при смене инерциального наблюдателя количество наблюдаемых частиц должно оставаться неизменным, однако в случае тахионов это правило не соблюдалось бы. В-третьих, энергия таких частиц могла бы быть отрицательной, что противоречит физике. Недавно команда учёных предложила новое объяснение, почему тахионы до сих пор вызывали трудности.
Они выяснили, что для правильного описания физических процессов необходимо учитывать не только начальное, но и конечное состояние системы. Эта новая точка зрения помогла решить ранее упомянутые проблемы, сделав теорию тахионов математически логичной.
Это как волшебный трюк, который решает все проблемы.
Идея о том, что будущее может влиять на настоящее, не нова в физике, но в этом случае она не просто необычная интерпретация, а вынужденное следствие теории. Для «появления» тахионов нужно расширить пространство состояний.
Учёные также предполагают, что это расширение условий приводит к появлению нового типа квантовой запутанности, включающего прошлое и будущее, чего нет в обычной теории частиц. Авторы статьи в журнале Physical Review D обсуждают, являются ли тахионы лишь теоретической возможностью или их можно будет когда-нибудь обнаружить.
По мнению авторов, тахионы не просто возможны, но и могут быть ключевыми для понимания процесса спонтанного нарушения симметрии, которое привело к образованию материи. Это означает, что возбуждения поля Хиггса могли перемещаться со сверхсветовой скоростью до того, как симметрия была нарушена.
