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Tachyonen altgr taxys tachys schnell sind hypothetische Teilchen die sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit superluminar bewegen Es gibt keine experimentellen Hinweise dass solche Teilchen existieren Inhaltsverzeichnis 1 Tardyonen Luxonen und Tachyonen 2 Eigenschaften von Tachyonen 2 1 Theoretisches Erscheinungsbild 3 Existenz von Tachyonen 4 Neutrinos 5 Tachyonen in der Quantenfeldtheorie und Stringtheorie 6 Konsequenzen der rucklaufigen Zeit 7 Tachyonen in Esoterik und kommerziellen Anwendungen 8 Literatur 9 Weblinks 10 EinzelnachweiseTardyonen Luxonen und Tachyonen BearbeitenOlexa Myron Bilaniuk V K Deshpande und E C G Sudarshan wiesen 1962 darauf hin dass es fur die Gleichungen der speziellen Relativitatstheorie mehrere Losungsmoglichkeiten gibt und unabhangig Anfang der 1960er Jahre auch der sowjetische Physiker Jakow Petrowitsch Terlezki 1 Eine davon entspricht der normalen Materie die sich mit Unterlichtgeschwindigkeit bewegt Eine andere wurde Teilchen erlauben die sich standig mit Uberlichtgeschwindigkeit bewegen und niemals bis auf Lichtgeschwindigkeit abgebremst werden konnen Die Tatsache allein dass es diese mathematische Losungsmoglichkeit fur die Gleichungen gibt bedeutet jedoch nicht dass Tachyonen auch real existieren mussen Fur diese Einteilung von Teilchen in drei Klassen fand Gerald Feinberg 1967 der sich naher mit den theoretischen Grundlagen der Tachyonen befasst hat folgende Wortpragungen Tardyonen Teilchen die sich stets langsamer als die Lichtgeschwindigkeit durch den Raum fortbewegen Luxonen Teilchen die sich stets mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum fortbewegen Tachyonen Teilchen die sich stets schneller als die Lichtgeschwindigkeit durch den Raum fortbewegen Davon hat sich nur die Bezeichnung Tachyon durchgesetzt Eigenschaften von Tachyonen BearbeitenIhre Geschwindigkeit ist grosser als die Lichtgeschwindigkeit c Ihre Masse ist imaginar Das heisst das Quadrat ihrer Masse ist negativ Das folgt aus der Energie Impuls Relation der speziellen Relativitatstheorie E 2 p 2 c 2 m 2 c 4 displaystyle E 2 p 2 c 2 m 2 c 4 nbsp Wenn man annimmt dass sowohl die Energie als auch der Impuls des Teilchens reelle Grossen sind und zusatzlich noch die relativistische Formel fur die Energie eines Teilchens E m c 2 1 v 2 c 2 displaystyle E frac mc 2 sqrt 1 frac v 2 c 2 nbsp annimmt wird fur v gt c displaystyle v gt c nbsp der Ausdruck unter dem Wurzelzeichen negativ und damit die Wurzel imaginar Damit die Energie positiv ist muss auch die Masse m imaginar sein 2 Bei ansteigender Geschwindigkeit eines Tachyons nimmt die Energie ab Geht die Energie gegen 0 wird seine Geschwindigkeit sogar unendlich transzendenter Zustand und umgekehrt divergiert die Energie wenn v gegen c geht Um ein Tachyon zu verlangsamen und der Lichtgeschwindigkeit anzunahern muss man Energie zufuhren Bei Tardyonen das heisst den gewohnlichen Elementarteilchen mit von null verschiedener positiver Masse hingegen muss Energie hinzugefugt werden um eine Geschwindigkeitssteigerung hervorzurufen Ein elektrisch geladenes Tachyon sollte in Materie eine Tscherenkow Strahlung anregen da sich das Tachyon mit einer hoheren Geschwindigkeit als der Lichtgeschwindigkeit des durchquerten Mediums bewegt Es gibt allerdings auch Theoretiker die dies einschranken und im Gegenteil argumentieren dass Tachyonen nur Tscherenkow Strahlung fur Frequenzen im Rontgenbereich und UV Frequenzen aufweisen wenn der Brechungsindex kleiner 1 und die Geschwindigkeit des Tachyons unter der Phasengeschwindigkeit des Lichts im Medium ist 3 4 Ein geladenes Tachyon wurde bei Beschleunigung strahlen und Energie verlieren und auch in Materie allein durch die Tscherenkow Strahlung Energie verlieren was gemass der relativistischen Formel fur die Energie zu einer Geschwindigkeitserhohung fuhrt Runaway solution Das Gleiche gilt auch fur gravitativ wechselwirkende Tachyonen oder allgemein wechselwirkende Tachyonen sodass eine Theorie wechselwirkender Tachyonen problematisch ist Im Gegensatz zu unterlichtschnellen Teilchen in denen die Ereignisse auf der Weltlinie fur jeden Beobachter die gleiche Zeitordnung besitzen hangt die zeitliche Reihenfolge verschiedener Ereignisse auf der Tachyon Weltlinie vom Bezugssystem ab In der Quantenmechanik oder Quantenfeldtheorie von Tachyonen lasst sich zeigen dass lokalisierte Feldanregungen Teilchen sich nicht mit einer Geschwindigkeit grosser als die Lichtgeschwindigkeit ausbreiten konnen 5 6 Theoretisches Erscheinungsbild Bearbeiten Konnte man Tachyonen sehen so nimmt man an dass der Beobachter sie erst sehen konnte wenn sie an ihm vorbeigeflogen waren Ahnlich wie bei Flugzeugen die schneller fliegen als der Schall und ihre eigene Gerauschkulisse uberholen bewegen sich die Tachyonen schneller als das Licht und uberholen somit ihre optische Abbildung Daher wurde man das Tachyon nachdem es an einem vorbeigeflogen ist gleich doppelt sehen Einmal in der Richtung in der es fliegt und einmal in der Richtung aus der es gekommen ist Beide Abbildungen wurden sich vom Beobachter entfernen Die Abbildung des sich nahernden Teilchens erfuhre dabei eine enorme Blauverschiebung die des sich entfernenden eine Rotverschiebung Existenz von Tachyonen BearbeitenDurch die experimentellen Befunde kann man Tachyonen mit elektrischer Ladung ausschliessen da sie durch Tscherenkow Strahlung sehr leicht nachweisbar waren Ebenso konnen Tachyonen mit Farbladung ausgeschlossen werden die der starken Wechselwirkung unterliegen Schwach wechselwirkende nicht oder nur gravitativ oder durch hypothetische andere Krafte wechselwirkende Tachyonen konnen jedoch vom experimentellen Standpunkt her nicht ausgeschlossen werden Neutrinos BearbeitenSeit den 1980er Jahren befassen sich einige Physiker mit der These dass Neutrinos Tachyonen sind Um dies zu testen gibt es mehrere Moglichkeiten Eine Moglichkeit diese These zu belegen oder zu widerlegen liegt in der direkten Massenbestimmung z B durch Ausmessung der Endpunktenergie beim Tritiumzerfall Fruher mass man bei den Tritium Zerfallsexperimenten teilweise scheinbar negative Massenquadrate 7 Dies konnte auf einen bis dahin unbemerkten Oberflacheneffekt des Detektorkristalls zuruckgefuhrt werden Beim OPERA am CERN meinte man 2011 Hinweise auf uberlichtschnelle Neutrinos gefunden zu haben also als Tachyonen Kandidaten spater erwies sich das jedoch als Messfehler siehe Messungen der Neutrinogeschwindigkeit Die Beobachtung von Neutrinooszillationen zeigt dass Neutrinos eine von null verschiedene Masse besitzen Direkte Messungen der Neutrinomasse wie in KATRIN konnen prinzipiell zeigen ob Neutrinos positive oder negative Massequadrate haben und damit ob sie Tachyonen sind oder nicht Tachyonen in der Quantenfeldtheorie und Stringtheorie BearbeitenFelder mit komplexer Masse meist skalare Felder als tachyonische Felder bezeichnet tauchen in verschiedenen Quantenfeldtheorien auf wo sie Zeichen einer Instabilitat des Vakuums sind und zu einer sogenannten Tachyonen Kondensation fuhren das heisst die wechselwirkenden tachyonischen Felder annihilieren sich und bilden neue Teilchen mit reeller Masse Tachyonen sind hier Anzeichen einer Instabilitat und die Tachyonenkondensation entspricht einem Phasenubergang zweiter Ordnung wie bei einem spontanen Symmetriebruch oder dem Higgs Mechanismus In der Stringtheorie gibt es viele Modelle die Tachyonen enthalten sowohl in der bosonischen als auch in der Superstring Theorie Die meisten Fachwissenschaftler vertreten jedoch den Standpunkt dass realistische Modelle sich gerade durch das Fehlen von freien Tachyonen als Kandidaten fur das physikalisch zutreffende Modell empfehlen Die bosonische Stringtheorie mit einem Tachyonen Grundzustand wird deshalb und weil sie keine Fermionen beschreiben kann meist ausgeschlossen bzw auf Grund des Tachyon Grundzustands als instabil betrachtet und der tachyonische Sektor in Superstringtheorien meist mit einer speziellen sogenannten GSO Projektion entfernt Wie in der Quantenfeldtheorie von Punktteilchen wird hier in Stringfeldtheorien aber auch die Rolle von Tachyonenkondensation als Anzeichen von Instabilitaten diskutiert Beispielsweise vermutete Ashoke Sen in den 1990er Jahren aus dem Auftreten von Tachyonen in den offenen Strings die einer D Brane angeheftet sind dass diese die Instabilitat von D Branen bei Paarerzeugung reflektieren Sen Vermutung 8 9 Konsequenzen der rucklaufigen Zeit BearbeitenFalls Wechselwirkungen zwischen den Tachyonen und den Tardyonen nachgewiesen werden konnten wurde das bedeuten dass Botschaften aus der Zukunft in die Vergangenheit ubermittelt werden konnten Zeitparadoxa waren die Folgen wie beispielsweise durch ein hypothetisches Antitelefon Tachyonen in Esoterik und kommerziellen Anwendungen BearbeitenIm Internet werden viele esoterische Produkte beworben und kommerziell vermarktet die mit angeblicher Tachyonen Energie auch teilweise Urenergie genannt durchsetzt seien und positive Auswirkungen auf den Trager haben sollen siehe Tachyonen Behandlung Es gibt keine Beschreibung der Funktions oder Herstellungsweise und keinen Beleg fur eine Wirksamkeit Literatur BearbeitenO Bilaniuk E C G Sudarshan Tachyons In Physics Today 22 1969 H 5 Mai ISSN 0031 9228 1969 S 43 51 sowie Leserbrief Diskussion ebenda H 12 Dez Gerald Feinberg Possibility of faster than light particles In Physical Review 159 1967 ISSN 0556 2821 S 1089 1105 Jayant Vishnu Narlikar Cosmic tachyons an astrophysical approach In American Scientist 66 1978 9 ISSN 0003 0996 S 587 593 Erasmo Recami Hrsg Tachyons Monopoles and related topics Proceedings of the 1st Session of the Interdisciplinary Seminars on Tachyons and Related Topics Erice 1 15 September 1976 North Holland Amsterdam 1978 ISBN 0 444 85165 8 Erasmo Recami Special Relativity Extended to antimatter and Superluminal motions A Review Rivista del Nuovo Cimento Band 9 1986 S 1 178 10 Erasmo Recami Tachyon kinematics and causality A systematic thorough analysis of the tachyon causal paradoxes Foundations of Physics Band 17 1987 S 239 296 Lawrence Schulman Tachyon paradoxes In American Journal of Physics 39 1971 ISSN 0002 9505 S 481 484 online PDF 523 KB E C G Sudarshan The theory of particles traveling faster than light 1 In Lectures presented at the 1969 seventh anniversary symposium of the Institute of Mathematical Sciences Madras India No 7 Plenum Press New York NY 1970 ISBN 0 306 37050 6 Symposia on theoretical physics and mathematics 10 S 129 151 Yakov P Terletskii Paradoxes in the theory of relativity Plenum Press New York NY 1968 2nd print ebenda 1970 Rudiger Vaas Tunnel durch Raum und Zeit Einsteins Erbe Schwarze Locher Zeitreisen und Uberlichtgeschwindigkeit Wie Hawking seine Wette verlor 2 aktualisierte Auflage Franckh Kosmos Stuttgart 2006 ISBN 3 440 09360 3 mit einem ausfuhrlichen Kapitel uber Tachyonen Weblinks Bearbeiten nbsp Wiktionary Tachyon Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Was sind Tachyonen aus der Fernseh Sendereihe alpha Centauri ca 15 Minuten Erstmals ausgestrahlt am 3 Feb 2002 Matt Austern zu Tachyonen Memento vom 18 Februar 2014 im Internet Archive auch in quantenmechanischer Behandlung englisch Einzelnachweise Bearbeiten Auf die Paradoxien der Uberlichtgeschwindigkeit wies schon Arnold Sommerfeld in den Anfangsjahren der Relativitatstheorie hin Ein weiterer Pionier des Tachyonenkonzepts ist der sowjetische Physiker J P Terlezki z B J Phys et Radium Bd 21 1960 S 681 Bd 23 1962 S 910 Sov Phys Dokl Bd 5 1961 S 782 sowie S Tanaka in Japan Theory of matter with superlight velocity Progress Theor Phys Band 24 1960 S 171 John Baez Do tachyons exist H Lemke Cerenkov radiation induced by tachyons Il Nuovo Cimento 32 A 1976 169 R Folman E Recami On the phenomenology of tachyon radiation Found Phys Lett 8 1995 127 134 Arxiv Siehe John Baez loc cit Y Aharonov A Komar Leonard Susskind Superluminal Behavior Causality and Instability Phys Rev Band 182 1969 S 1400 1403 Abstract The ultimate neutrino page CUPP Finnland Sen Tachyon condensation on the brane antibrane system JHEP 8 1998 9808 012 Arxiv Sen Tachyon dynamics in open string theory Int J Mod Phys A Band 20 2005 S 5513 5656 Arxiv Online mit anderen Arbeiten von Recami Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Tachyon amp oldid 233167440