タキオンや光パルスに関する雑学ネタ

アブラクサス・アイオーン @Abraxas_Aeon

特殊相対性理論は「真空中の光速度ｃが到達不能な限界速度の役を演じている」と教示する。どんなに加速しても真空中の光速度ｃ（秒速約30万キロ）に到達できない正の実数の質量を持った粒子のことをターディオン、真空中を光速度ｃで運動する質量0の粒子のことをルクソンという。

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これに対し、アメリカの物理学者ジェラルド･ファインバーグは、特殊相対性理論の説明に反さない形で「真空中の光速度ｃを超えた速度でしか存在できない虚数の質量をもった超光速の粒子」＝「タキオン」を仮定した。

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通常の物質はターディオンで構成されており、それはどんなに加速しても真空中の光速度ｃに到達することはできないが、タキオンはどんなに減速しても真空中の光速度ｃ以下にすることはできない。また、タキオンは時間を未来から現在、さらには過去へと遡る粒子であるとされる。

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もしタキオンだけで構成された物質があるとすれば、その世界は、一次元の時間軸と三次元の空間を持っているわれわれの世界と異なり、三次元の時間軸と一次元の空間を持ったものとなり、因果関係が狂ったものとなる。

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質量が正の実数であるターディオンは、二点間の物体に働く力は引力であるので複雑な物質が構成されうるが、タキオンの場合、質量は虚数であるので斥力となり、複雑な物質が構成されるなどといったことはなく、その場を含めて非常に不安定な状態のままとなる。

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なんにしても、タキオンの説明自体が示してえているが、このようなものはわれわれの世界には存在しないと考えられている。

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ちなみに光パルスの速度は真空中においてｃであるが、物質中を伝播すると減速する。水中においては0.75ｃ、屈折率の高いダイヤモンドであれば0.40ｃにまで減速させることができるとのこと。

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減速どころか、私の知人いわく、超伝導から理論的に導かれた「ボーズ･アインシュタイン凝縮（BEC）」の応用によって、絶対零度近くまで冷却された原子集団中で、光パルスの動きをほぼ完全に停止させる実験が成功しているそうである。