Die Tachyonen: diese schneller als Licht Partikel werden Realität

Die schneller als Licht Teilchen, genannt Tachyonen, galten lange als theoretische Kuriosität, die mit der speziellen Relativitätstheorie unvereinbar ist. Eine neue Studie könnte diese Wahrnehmung ändern.


Physiker der Universitäten Warschau und Oxford haben gezeigt, dass die Vorurteile gegenüber Tachyonen unbegründet sind. Tatsächlich bieten uns diese hypothetischen Teilchen ein besseres Verständnis der kausalen Struktur der Relativität.

Die Idee der Bewegungen jenseits der Lichtgeschwindigkeit (supraluminal) ist eines der umstrittensten Themen der Physik. Die Tachyonen, abgeleitet vom griechischen tachýs für schnell, wurden als Entitäten angesehen, die mit der speziellen Relativitätstheorie unvereinbar seien.

Die Hauptanliegen gegen die Existenz der Tachyonen beinhalteten die angebliche Instabilität ihres Grundzustands, was zur Bildung von "Lawinen" supraluminaler Teilchen führen würde. Außerdem wurde gedacht, dass die Anzahl der beobachteten Teilchen vom Beobachter abhängt, was im Widerspruch zur klassischen Physik steht, in der die Anzahl der Teilchen konstant bleiben sollte. Schließlich stellte die Möglichkeit, dass diese Teilchen negative Energien besitzen könnten, ein großes Hindernis für ihre Akzeptanz in der quantenmechanischen Theorie dar.

Ein Forscherteam, zu dem unter anderem Jerzy Paczos und Kacper Dębski gehören, hat herausgefunden, dass diese Probleme aus unvollständigen Randbedingungen in früheren Theorien resultierten. Die Einbeziehung des Endzustands des Systems zusätzlich zu seinem Anfangszustand hat diese Schwierigkeiten gelöst und die Theorie der Tachyonen kohärent gemacht.

Andrzej Dragan, einer der Autoren, erklärt, dass dieser neue Ansatz es ermöglicht, den Einfluss der Zukunft auf die Gegenwart zu berücksichtigen, ein bereits existierendes, aber in der Quantenphysik selten angewandtes Konzept. Dies hat es ermöglicht, den Zustandsraum zu erweitern und die Tachyonen zu integrieren.

Die Forscher prognostizieren auch das Auftreten einer neuen Art von Quantenverschränkung, die Vergangenheit und Zukunft verflechtet, eine Folge der erweiterten Randbedingungen. Dies wirft die Frage nach der möglichen Beobachtung der Tachyonen in der Zukunft auf.

Nach der Hypothese der Autoren spielen Tachyonen eine wesentliche Rolle im Prozess der spontanen Symmetriebrechung, die mit der Bildung der Materie verbunden ist. Die Anregungen des Higgs-Feldes könnten somit vor der Symmetriebrechung supraluminal gereist sein.