ماذا نعرف عن التاكيونات «tachyons» ؟
الجسيمات الافتراضية التي تسير أسرع من الضوء وترجع في الزمن؟ هل هنالك سبب علمي يدفعنا للاعتقاد بوجودها؟
أجاب على هذا السؤال بروفيسور الفيزياء في جامعة كاليفورنيا Raymond Y. Chiao : «باختصار، تعتبر التاكيونات جسيمات نظريّة والتي تسير أسرع من الضوء وتمتلك كُتَل تخيليّة».
ملاحظة: الكتلة التخيّلية هي مفهوم نظري غريب يأتي من أخذ الجذر التربيعي لرقم سالب، وفي هذه الحالة، هو يعني تقريبًا أن كتلة الجسيم تصبح فيزيائيًا ذات معنى فقط عند السرعات الأعلى من سرعة الضوء.
الاسم – تاكيون – أو (Tachyon) -من اليونانية tachys بعنى سريع او رشيق- تمت صياغته من قبل Gerald Feinberg من جامعة كولومبيا. لم يتم اكتشاف التاكيونات تجريبيًا كجسيمات حقيقية تنتقل في الفراغ، لكننا نتنبأ بوجود جسيمات شبيهة بالتاكيونات عند انتقال أشباه الجسيمات المنتقلة بسرعة أكبر من الضوء خلال وسط شبيه بالليزر. (بالتالي، هي تتواجد نتيجة إثارة أشباه الجسيمات، مثل أشباه الجسيمات المسمّاة بالفونات « Phonos » والبولاريتونات « Polaritons » والمتواجدة في المواد الصلبة. «الوسط الشبيه بالليزر» هو مصطلح تقني يشير الى الأوساط التي تحتوي على تجمعات محاكية للذرة، الظروف السائدة داخل الليزر.
بدأنا تجربة في بيركلي لرصد أشباه الجسيمات الشبيهة بالتاكيونات. هنالك أسباب علمية قويّة تدفعنا للاعتقاد بوجود هذه الجسيمات، وذلك لأن معادلات ماكسويل، عندما يتم تطبيقها على الأوساط التي تحتوي على تجمعات محاكية للذرة، تقودنا الى حلول تتضمن أجسامًا شبيهة بالتاكيونات.
التأثيرات البصرية الكميّة يمكن أن تنتج نوعًا مختلفًا لللتأثيرات (الأسرع من الضوء). وهنالك فعلًا تأثيرين (أسرع من الضوء) وجدناها في التجارب البصرية الكميّة.
أشباه الجسيمات المسمّاة بالتاكيونات التي تم وصفها سابقًا تمثل في الواقع نوعًا ثالثًا للتأثيرات الأسرع من الضوء.
أولًا، اكتشفنا أن الفوتونات التي تشق لها أنفاقًا خلال نواقل كميّة يمكن لها ظاهريًا الانتقال أسرع من الضوء. بسبب مبدأ عدم اليقين، يمتلك الفوتون فرصة ضئيلة ولكن حقيقية جدًا للظهور فجأة على الجانب البعيد الآخر للناقل، وذلك من خلال تأثير كمّي ( تأثير النفق ) والذي سوف يبدو مستحيلًا من وجهة نظر الفيزياء الكلاسيكية. تأثير النفق سريع لدرجة أنه يبدو أسرع من الضوء.
ثانيًا، وجدنا تأثيرًا مرتبطًا بالظاهرة الشهيرة المدعوّة بظاهرة آينشتاين-بودولسكي-روزين، والتي يمكن من خلالها لفوتونين منفصلين مسافة كبيرة أن يؤثر أحدهما بتصرّف الآخر خلال مرصدين منفصلين بمسافة كبيرة. تم التنبؤ بهذا التأُثير لأول مرة نظريًا عن طريق البروفيسور J.D. Franson في جامعة جون هوبكينز. ولقد وجدنا تجريبيًا أن فوتونين توأمين صادرين من مصدر مشترك يتصرفان بأسلوب مترابط عند وصولهما لجهازي رصد متباعدين.
يمكن وصف هذه الظاهرة بتأثير أسرع من الضوء من أحد الفوتونين على توأمه. بسبب العشوائية الفعلية للظاهرة الكميّة، لا نستطيع أن نتحكم فيما إذا كان فوتون محدد سوف يعبر نفقًا كميًا أم لا، كما لا نستطيع التحكم فيما إذا كان الفوتون سينفذ أم لا عند الفاصل الإشعاعي النهائي. وبالتالي فإنه من المستحيل أن نرسل معلومات حقيقية أسرع من الضوء خلال الاتصالات.
– نوصي القارئ المهتم بالاطلاع على الورقة البحثية : Tachyonlike Excitations in Inverted Two-Level Media’ by R. Y. Chiao, A. E. Kozhekin, and G. Kurizki, Physical Review Letters, Vol. 77, page 1254; 1996
- اعداد: أسماء الدويري
- تدقيق: أسمى شعبان
- تحرير: زيد أبو الرب
