Теперь, когда осела пыль вокруг разгрома сверхсветовых нейтрино в OPERA в 2011 году, мне интересно понять текущий статус экспериментальных поисков тахионов. Хотя утверждение OPERA было забавной головоломкой для теоретиков, пытающихся найти объяснения, заявленный сценарий не был чем-то похожим на наши нынешние лучшие предположения о том, что искать в поисках тахионов. Например, мы ожидаем, что тахионы будут электрически нейтральными ( Пейс Бальдо, 1970), но мы также ожидаем, что их спин будет равен нулю .
Единственный тест по физике элементарных частиц, о котором мне удалось найти информацию, — это Alvager 1968. Они искали образование фотонов на свинце и установили верхний предел сечения. Эксперимент был бы чувствителен только к заряженным тахионам. Это чрезвычайно старо, предшествует современному пониманию того, как тахионы вписываются в КТП, и представляет меньший интерес, чем поиск нейтральных тахионов, существование которых мы на самом деле ожидаем.
Здесь есть большая библиография , но в основном она посвящена разгрому OPERA.
Recami 2009 — это недавняя обзорная статья, но у меня нет доступа к материалам конференции, и эта статья, похоже, недоступна в Интернете.
Ожидается, что тахионы существуют в виде волн, которые либо локализованы, либо сверхсветовые, но не оба одновременно (Shay 1977, Baez). Таким образом, кажется, что сверхсветовое распространение волнового пакета, как в результате OPERA, на самом деле не является правильным экспериментальным признаком, который нужно искать. Какая правильная подпись? Неэлектромагнитное черенковское излучение?
Если ожидается, что они нелокализованы, имеет ли смысл искать космологические доказательства, как в Дэвисе 2012?
Кажется сложным определить подходящий способ поиска тахионов, поскольку КТП в основном говорит, что они не должны существовать в том наивном классическом смысле, который предполагали 50 лет назад. С другой стороны, готовность теоретиков попытаться объяснить результаты OPERA предполагает наличие пространства для маневра. Если вы посмотрите на текст первокурсника, такой как Tipler 2003, он все еще ссылается на Alvager 1968 как на нулевой результат эксперимента с тахионами. Это кажется неудовлетворительным. Я не могу поверить, что за последние 45 лет не было лучшего прямого поиска.
Этот вопрос похож на предыдущий вопрос « Тахионы и фотоны », но гораздо более конкретен.
Альвагер и Крейслер, "Поиски частиц со скоростью выше скорости света", Phys. 171 (1968) 1357, http://adsabs.harvard.edu/abs/1968PhRv..171.1357A
Баез - http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ParticleAndNuclear/tachyons.html
М. Бальдо, Г. Фонте и Э. Реками: «О заряженных тахионах», Письма. Нуово Сим. (первая серия) 4 (1970) 341-247. http://dinamico2.unibg.it/recami/erasmo%20docs
PCW Davies, Ian G. Moss, «Космологические границы для тахионных нейтрино» http://arxiv.org/abs/1201.3284
Реками, «Сверхсветовые волны и объекты: обзор соответствующих экспериментов», Journal of Physics: Серия конференций, том 196, выпуск 1, идентификатор статьи. 012020, 14 стр. (2009 г.)
Шей и Миллер, "Причинное и непричинное распространение как тардионных, так и тахионных волновых функций", Nuovo Cimento A 38 (1977) 490, http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02730018
Типлер, Современная физика, 2003 г.
[EDIT] Мне удалось найти некоторые ссылки более поздние, чем 1968 год. Я не знаю, представляют ли они современное состояние, но чтобы не тратить время других людей, я перечислю их здесь:
Клэй, Поиск тахионов в ливнях космических лучей, http://adsabs.harvard.edu/full/1988AuJPh..41...93C Australian Journal of Physics (ISSN 0004-9506), vol. 41, нет. 1, 1988, с. 93-99. -- космические лучи, время пролета
Балтай, К., Г. Файнберг, Н. Йех и Р. Линскер, 1970: Поиск незаряженных частиц со скоростью, превышающей скорость света. физ. Rev.D, 1, 759-770, doi:10.1103/PhysRevD.1.759. -- ускорительный эксперимент
Следующие статьи не являются экспериментальными, но содержат полезные обзоры методов поиска тахионов:
Реками, «Сверхсветовые волны и объекты: теория и эксперименты. Панорамное введение», ebooks.iospress.nl/Download/Pdf/28897
Сударшан, «Природа частиц со скоростью выше скорости света и их взаимодействие» http://wildcard.ph.utexas.edu/~sudarshan/pub/1969_005.pdf
Наиболее очевидным экспериментальным признаком тахионов было бы движение со скоростями, превышающими . Отрицательные результаты были получены Мурти, а позже, в 1988 г., Клэем, который изучал потоки частиц, созданных в земной атмосфере космическими лучами, в поисках частиц-предшественников, прибывших до первых гамма-лучей. Можно также искать частицы с пространственноподобными векторами энергии-импульса. Альвагер и Эрман в эксперименте 1965 года изучали радиоактивный распад тулия-170 и обнаружили, что такие частицы не испускаются на уровне 1 на 10 000 распадов.
Некоторые субатомные частицы, такие как темная материя и нейтрино, не сильно взаимодействуют с материей, и поэтому их трудно обнаружить напрямую. Возможно, что тахионы существуют, но не сильно взаимодействуют с веществом, и в этом случае их нельзя было бы обнаружить в описанных выше экспериментах. В этом сценарии все еще можно было бы косвенно сделать вывод об их существовании по отсутствующей энергии-импульсу в ядерных реакциях. Так было впервые открыто нейтрино. Ускорительный эксперимент Балтая в 1970 году искал реакции, в которых недостающая энергия-импульс была пространственноподобной, и не нашел таких событий. Они установили верхний предел 1 из 1000 для вероятности таких реакций в своих экспериментальных условиях.
В течение долгого времени после открытия нейтрино очень мало было известно о его массе, поэтому с экспериментальными данными согласовывалось представление о том, что один или несколько видов нейтрино являются тахионами, и Чодос и др. сделал такие предположения в 1985 году. В эксперименте 2011 года в ЦЕРН считалось, что нейтрино движутся со скоростью, немного превышающей . Эксперимент оказался ошибкой, но если бы он был правильным, то он доказал бы, что нейтрино — это тахионы. Эксперимент под названием KATRIN, который в настоящее время приближается к началу работы в Карлсруэ, обеспечит первое прямое измерение массы нейтрино путем очень точного измерения недостающей энергии-импульса при распаде водорода-3.
использованная литература
Альвагер и Крейслер, "Поиски частиц со скоростью выше скорости света", Phys. Rev. 171 (1968) 1357, doi:10.1103/PhysRev.171.1357, https://sci-hub.tw/10.1103/PhysRev.171.1357
Балтай, К., Г. Файнберг, Н. Йех и Р. Линскер, 1970: Поиск незаряженных частиц со скоростью, превышающей скорость света. физ. Ред. D, 1, 759-770, doi:10.1103/PhysRevD.1.759, https://sci-hub.tw/10.1103/PhysRevD.1.759
Ходос и Костелеки, «Ядерные нулевые тесты для космоподобных нейтрино», https://arxiv.org/abs/hep-ph/9409404 .
Клэй, Поиск тахионов в ливнях космических лучей, http://adsabs.harvard.edu/full/1988AuJPh..41...93C Australian Journal of Physics (ISSN 0004-9506), vol. 41, нет. 1, 1988, с. 93-99.
пользователь12262
CuriousOne
пользователь4552
лалала