物理学者チームによると、タキオンとして知られる仮説上の光より速い粒子は特殊相対性理論と融合し、その存在の妥当性を高める可能性があるという。
タキオンっていったい何ですか？
タキオンは仮説上の粒子の一種であり、その存在は依然として推測の域を出ません。また、タキオンは超限界粒子とも考えられており、常に光よりも速く移動します。仮説上の超限界粒子…リン＝マニュエル・ミランダがエキゾチックな物理学をテーマにしたミュージカルを制作しないことを祈ります。
宇宙を構成すると提唱されている多くの粒子と同様に、タキオンの存在を示す証拠は存在しません。一部の物理学者は、タキオンが素粒子物理学や場の理論における特定の問題に解決策をもたらす可能性があるため、タキオンが存在すると考えています。しかし、今週Physical Review D誌に掲載された研究チームは、タキオンの妥当性に対するこれまでの疑念は根拠がないと主張しています。
特殊相対性理論と光速度の限界
1905年、アインシュタインは特殊相対性理論を発表しました。これは空間と時間の関係を記述する理論です（E = mc 2 ―聞き覚えがありますか？）。この理論の基本的な部分は、物質は光速に近づくことはできても、到達することはできないというものです。
アクシオンやダークフォトンといった他の仮説上の粒子（どちらも存在が証明されていないダークマター候補の一種）とは異なり、タキオンが存在しない可能性がある理由はいくつかある。ワルシャワ大学の発表によると、まず第一に、タキオン場の基底状態は不安定であると考えられていた。さらに、観測者の位置によって観測される粒子の数が異なり、さらに粒子のエネルギーが負の値を取る可能性もある。最近の研究で、研究チームは、系の初期状態と最終状態の両方を知ることで、この粒子に関する問題を解決できると仮定している。その場合、「タキオン理論は数学的に整合する」と発表は述べている。
大学の発表によると、この新たな研究は、過去と未来が混ざり合う「新しい種類の量子もつれ」を想起させるもので、これは従来の素粒子理論には存在しない。ワルシャワ大学の物理学者で、この論文の共著者でもあるアンジェイ・ドラガン氏は、発表の中で、「現在が未来を決定するのではなく、未来が現在に影響を与えるという考え方は、物理学において新しいものではありません」と述べた。「しかしながら、これまでこの種の見解は、せいぜい特定の量子現象に対する非正統的な解釈に過ぎず、今回は理論自体によってこの結論に至らざるを得ませんでした。」
しかし、光より速く動くものは何もない…ですよね？
端的に言えば、光速（983,571,056フィート/秒、または299,792,458メートル/秒）を超えるものは何もありません。より長い答えは、それが複雑な理由です。例えば、電子雲によって生成される準粒子は、実際には光速ではないにもかかわらず、あたかも光速よりも速く移動しているかのような振る舞いをします。
そして、私たちが仮説について考えている間に、もし宇宙の他の知的生命体が光より速く移動する方法を解明したなら、その勝利の証拠は、最近の物理学者チームが提唱したように、その技術によって生み出される重力の波紋の中に検出できるかもしれない。
タキオン自体と同様に、この研究は非常に推測的です。しかし、それは仮説上の粒子の領域です。光よりも速く移動するものを研究するには、常に想像力が必要でした。
