Войти
Тахионная конденсация - это процесс в физике элементарных частиц, в котором система может понижать свою энергию, спонтанно производя частицы. Конечным результатом является «конденсат» частиц, который заполняет объем системы. Тахионная конденсация тесно связана с фазовыми переходами второго рода .
Тахионная конденсация - это процесс, в котором тахионное поле - обычно скалярное поле - с сложная масса приобретает ожидаемое значение вакуума и достигает минимума потенциальной энергии. В то время как поле является тахионным и нестабильным вблизи локального максимума потенциала, поле приобретает неотрицательный квадрат массы и становится стабильным вблизи минимума.
Появление тахионов - потенциально серьезная проблема для любой теории; Примерами тахионных полей, подверженных конденсации, являются все случаи спонтанного нарушения симметрии. В физике конденсированного состояния ярким примером является ферромагнетизм ; в физике элементарных частиц наиболее известным примером является механизм Хиггса в стандартной модели, который нарушает электрослабую симметрию.
Хотя понятие тахионной воображаемой массы может показаться тревожным из-за отсутствия классической интерпретации воображаемой массы, масса не квантуется. Скорее, скалярное поле - это; даже для тахионных квантовых полей, операторы поля в пространственно-подобных разделенных точках по-прежнему коммутируют (или антикоммутируют), таким образом сохраняя причинность. Следовательно, информация по-прежнему не распространяется быстрее света, и решения растут экспоненциально, но не сверхсветовой (нет нарушения причинно-следственной связи ).
«Мнимая масса» на самом деле означает, что система становится нестабильной. Поле нулевого значения находится на локальном максимуме, а не на локальном минимуме его потенциальной энергии, подобно мячу на вершине холма. Очень слабый импульс (который всегда будет происходить из-за квантовых флуктуаций) заставит поле скатиться вниз с экспоненциально увеличивающейся амплитудой в направлении локального минимума. Таким образом, конденсация тахионов приводит физическую систему, которая достигла локального предела и можно наивно ожидать, что она произведет физические тахионы, в альтернативное стабильное состояние, в котором физические тахионы не существуют. Как только тахионное поле достигает минимума потенциала, его кванты перестают быть тахионами, а становятся обычными частицами с положительным квадратом массы, такими как бозон Хиггса.
В конце 1990-х Ашок Сен предположил, что тахионы, переносимые открытыми струнами, прикрепленными к D-бранам в теории струн, отражают неустойчивость D-бран по отношению к их полной аннигиляции. Полная энергия, переносимая этими тахионами, была рассчитана в рамках теории поля струн ; это согласуется с полной энергией D-бран, и все другие тесты также подтвердили гипотезу Сена. Поэтому в начале 2000-х тахионы стали предметом активного интереса.
Характер конденсации тахионов замкнутой струны более тонкий, хотя первые шаги к нашему пониманию их судьбы были сделаны Адамсом, Полчински и Сильверстайном в случае тахионов с закрученной замкнутой струной, а также Симеоном Хеллерманом и Яном Свенсоном в более широком наборе случаев. Судьба тахиона замкнутой струны в 26-мерной теории бозонных струн остается неизвестной, хотя недавний прогресс выявил интересные новые разработки.
