Сверхсветовые частицы с причинностью

Сверхсветовые частицы (назовем их элвисебрионами) возможны, если существует скрытый сектор, который либо не лоренц-инвариантен, либо лоренц-инвариантен, но с другой предельной скоростью. Мы довольно занимательно обсуждаем эту возможность на https://arxiv.org/abs/2107.10739 (Relativity 4-ever?).

Кстати, тахионная гипотеза впервые была предложена гораздо раньше Львом Яковлевичем Штрумом в 1923 г. (см. вышеприведенную статью и ссылки в ней).

Зураб Силагадзе.

Хороший вопрос.

Я не очень хорошо понимаю возможности нарушения Лоренца, поэтому я попытаюсь прокомментировать только лоренц-инвариантные теории.

Классическими работами являются Толман, 1917 г., Биланюк, 1962 г. и Биланюк, 1969 г. Биланюк, 1969 г. можно легко найти в Интернете, погуглив, и она дает хороший обзор. Толмен предложил парадокс причинности с участием тахионов, известный как антителефон Толмена. Биланюк и др. утверждал, что решил проблему причинности, в основном говоря, что когда мы делаем преобразование Лоренца, которое приводит к тому, что тахион движется назад во времени, мы интерпретируем его как античастицу, движущуюся вперед во времени. Некоторые люди сегодня, кажется, верят, что это разрешило парадоксы, но большинство считает, что это не так. Я не верю, что это решает их. Их описание включает такие процессы, как тахион, мировая линия которого представляет собой отрезок линии, соединяющий события А и В, и для которых наблюдатели как в А, так и в В полагают, что они передали тахион, а не получили его.

Можно выбрать два тахиона с их 4-импульсами так, чтобы общий 4-импульс был равен нулю. Это означает, что любая теория, включающая тахионы, допускает спонтанное появление или исчезновение их пар. В классической теории трудно примирить эти спонтанные события с причинно-следственными связями. В интерпретации Биланюка скорости излучения в одном кадре соответствуют скоростям поглощения в другом кадре. Опять же, это трудно согласовать с причинно-следственной связью.

Более современную точку зрения дает Баэз. Волновое уравнение для тахионного поля имеет решения для реальной энергии плюс решения для мнимой энергии, которые экспоненциально возрастают. Экспоненциальные решения явно нефизичны, но если их исключить, то не получится единственности и существования решений задач Коши. На мой взгляд, уникальность и существование решений задач Коши — хорошее определение причинности.

Баез, http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ParticleAndNuclear/tachyons.html

Биланюк, Дешпанде и Сударшан, «Мета» относительность, Am J Phys 30 (1962) 718

Биланюк, Сударшан, "Частицы за световым барьером", Phys. Сегодня 22, 43 (1969)

Р. К. Толмен, Теория относительности движения (Беркли, 1917), с. 54

О быстрее света...

Я знаю (фактически я в настоящее время все еще изучаю) различные расширения теории относительности. Естественно возникают некоторые варианты:

1) Да, Бен... Мета-относительность Сударшана (и Реками) - один из "вариантов", несколько старомодный. Проблемы: тахион в природе пока не наблюдался.

статья о метарелятивности статья о метарелятивности 2012

2) Расширенная теория относительности Карлоса Кастро/Матея Павшича в C-пространствах дает другую возможность. Вы можете иметь разные виды скорости в C-пространстве. Итак, трюк, используемый там, чтобы избежать ограничения скорости света, заключается в добавлении «дополнительных степеней свободы», живущих в С-пространстве. Обратите внимание, что он также сохраняет понятие инвариантной относительности! Проблемы: мы не обнаружили, по-видимому, никакого экспериментального намека на C-пространство. Относительность в C-пространствах: обзор

3) Недавно я обсуждал другой вариант в своей записи в блоге, что-то совершенно неизвестное для многих физиков (или игнорируемое) и что-то, чего не понимают писатели-фантасты. Гипертайм. Если у вас есть «новые» времениподобные измерения и разные скорости света, или даже если у вас есть несколько времен и одна и та же неизменная скорость, вы можете изменить предел скорости света. Именно гипервремя, а не гиперпространство делает возможным движение быстрее скорости света. Обратите внимание, что вы даже можете сохранить понятие инвариантной скорости. кристаллическая относительность

Проблема: судя по всему, лоренцева симметрия выполняется еще ни в одном эксперименте, поэтому калициновы метрики (полуримановы метрики) в Природе еще не появились (даже гипотеза пространственно-временного квазикристалла бредовая, но подобные идеи предлагал сам Вильчек или Петр Жизба.. .) i) Кристаллы времени ii) Кристаллы времени II iii) Мировой кристалл

4) Уловка общей теории относительности через червоточины (т. е. нетривиальные топологические связи между двумя точками в пространстве-времени) или через варп-двигатели Алькубьерре. Проблема: известные квантовые нестабильности и нарушения условий слабой энергии.

червоточины Алькубьер Драйв

Некоторое время назад даже что-то вроде Условия Слабой Энергии подвергалось критике (я думаю, что сейчас нет такой оппозиции ВЭУ), но я считаю, что главная проблема, конечно же, в квантовой теории (от чего я отказался в первоначальном вопросе и что заслуживают дополнительных исследований/потоков для любого из этих 4 вариантов или ответов).

А классика? При внимательном анализе вышеперечисленные 4 варианта можно считать «классическими».

Как насчет причинно-следственной связи? Никто не понимает, что такое время, и изменение нашего представления о фундаментальной симметрии и о том, что означает «часы», должно избежать проблем причинности. На самом деле, с несколькими временными измерениями трудно оценить, может ли то, что вызывает нарушение причинности в одномерном времени, произойти в иное время... И я не уверен, как многовременные теории могут избежать причинно-следственной связи, но я думаю, что это возможно. быть возможным. Обратите внимание, что в недавней литературе неоднократно проводились исследования механики.