§ 96. ТАХИОНЫ

Как отмечалось в § 68, гипотеза о существовании частиц, движущихся со сверхсветовой скоростью, физически приемлема и не противоречит теореме Эйнштейна о предельности скорости сигнализации, если отказаться от одного привычного представления. Имеется в виду представление о возможности создания эмиттера, испускающего сверхсветовую частицу в заранее обусловленный момент времени из заданной пространственной области, и абсорбера (детектора), регистрирующего поглощение такой частицы в определенной пространственной области. Иначе говоря, сверхсветовые частицы физически допустимы как точечные объекты, удовлетворяющие принципу переключения, согласно которому абсорбер становится эмиттером, а эмиттер — абсорбером при переходе к системе отсчета, в которой изменяется последовательность момента поглощения и испускания в пространственно разобщенных точках.

На возможность существования сверхсветовых частиц было обращено внимание в 1960 г. Впоследствии (1967 г.) американским физиком Дж. Фейнбергом эти частицы были названы тахионами. Соответственно обычные, досветовые,

частицы называют брадионами, а частицы, движущиеся со скоростью света, — люксонами.

Если тахион, как и всякая реальная физическая частица, имеет импульс энергию и собственную массу причем, согласно (84.13) и (84.15),

то

так как для тахиона Иначе говоря, собственная масса тахиона — не действительная, а мнимая величина. Последнее очевидно также из определения 4-импульса (84.6), так как компоненты при суть мнимые величины, и поэтому при действительных собственная масса должна быть мнимой.

Мнимость собственной массы тахиона не представляется чем-то более удивительным, чем мнимость пространственноподобного интервала. Для тахиона собственная масса уже не имеет смысла массы покоя, так как эта частица во всех реальных системах отсчета имеет сверхсветовую скорость (см. § 76), т. е. не может не двигаться. Поэтому интуитивно наглядные представления о собственной массе обычных частиц не могут быть перенесены на случай тахионов.

Вместо мнимой величины для характеристики тахиона можно ввести действительную величину положив

Тогда основное соотношение (84.15) для тахиона и компоненты 4-импульса (84.6) примут вид

т. е. будут явно действительны при

Согласно последним формулам, энергия тахиона стремится к нулю при и бесконечно растет при приближении и к наименьшему предельному значению с. Что касается импульса тахиона, то при при Таким образом, в отличие от обычных частиц (брадионов) импульс тахиона всегда превышает а энергия не имеет нетривиального наименьшего значения.

Следует еще раз отметить принципиальное отличие тахионов от обычных частиц, состоящее в том, что тахион никогда не может находиться в покое, т. е. не существует реальной системы отсчета, в которой скорость тахиона обратилась бы в нуль. Однако существует система отсчета, в которой скорость тахиона бесконечна. В этой системе отсчета тахион можно представлять себе не как движущуюся точку, а как на мгновение возникающий и исчезающий объект, вытянутый вдоль прямой линии, соединяющей точки абсорбции — эмиссии.

Экспериментально тахионы еще не обнаружены. Однако неизвестны и теоретические опровержения возможности существования тахионов, которые были бы логически неуязвимы.