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ＳＦのネタとしてよく登場する「タキオン」が、理論的に存在しうるという論文の記事。
なかなか面白い。
未来において、ワープ航法などの超空間を移動する手段が可能になるとしたら、その鍵はタキオンなのかもしれない……と妄想してしまう。
光より速い素粒子｢タキオン｣は“存在可能”かも | ギズモード・ジャパン
光速を超えることは理論的に可能？
（中略）
それがタキオン（tachyon）。語源であるギリシャ語（tachy）は｢速い｣を意味しています。
常に光の速さを超える速度で動いているとされる仮想的な粒子ですが、タキオンがこれまで実際に観測された例はなく、あくまで理論上考えられうるものとして扱われてきました。
（中略）
もしもタキオンが存在していて、タキオンに乗せて光よりも速く信号を送ることができたとしたら、未来から過去へ情報を伝えることもできてしまうことになります。
そうなると、｢過去の原因によって現在の結果が生じている｣という、わたしたちの世界においてこれまで当たり前だった因果律が崩壊してしまうことになります。
これまではアインシュタインの特殊相対性理論をベースにしてこの世界の｢当たり前｣が説明されてきました。もしもタキオンのように光よりも速く動く物体が存在したとしたら、この世界の当たり前はすべて考え直されなくてはならなくなります。
この記事の元となっている論文の、プレスリリースを翻訳して掲載する。
Tachyons “enfant terrible” of modern physics – Faculty of Physics University of Warsaw
現代物理学の 「異端児 」タキオン
タキオンは、光速を超える速度で移動する仮説上の粒子である。この超光速粒子は、現代物理学の 「異端児」である。最近まで、タキオンは一般に特殊相対性理論に適合しない存在とみなされていた。しかし、ワルシャワ大学とオックスフォード大学の物理学者たちによる論文が『Physical Review D』に発表され、こうした偏見の多くが根拠のないものであることが明らかになった。タキオンは理論から除外されていないだけでなく、その因果構造をよりよく理解することを可能にしている。
光速を超える速度での運動は、物理学で最も議論の的となっている問題のひとつである。タキオン（ギリシャ語のtachýs：速い、素早い）に由来する、超光速で運動する可能性のある仮説上の粒子は、現代物理学の「とんでもない」存在である。最近まで、タキオンは特殊相対性理論に当てはまらない創造物だと広くみなされていた。
量子論においてタキオンが存在しない理由は、これまで少なくとも3つ知られていた。一つ目は、タキオン場の基底状態が不安定であるため、そのような超光速粒子は「アバランシェ」を形成すると考えられていた。2つ目の理由：慣性観測者が変わると、その観測者の参照系で観測される粒子の数が変わると考えられていた。第3の理由は、超光速粒子のエネルギーが負の値をとる可能性があることである。一方、あるグループの著者もいる： ストックホルム大学で博士号を取得中のイエジー・パチョス、物理学部の博士課程を修了したカッペル・デブスキ、物理学専攻（英語）の最終学年の学生であるシモン・チェドロフスキ、そして経験豊富な4人の研究者である： シモン・チャジンスキ、クシシュトフ・トゥルジンスキ、アンジェイ・ドラガン（いずれもワルシャワ大学物理学部）、そしてオックスフォード大学のアルトゥール・エカートの4人の経験豊富な研究者は、これまでのタキオンに関する困難には共通の原因があることを指摘した。物理過程の経過を決定する『境界条件』には、系の初期状態だけでなく最終状態も含まれることが判明したのだ。この国際研究チームの成果は、権威ある学術誌『フィジカル・レビューD』に掲載されたばかりである。
過去と未来の混合
端的に言えば、タキオンを含む量子過程の確率を計算するためには、その過去の初期状態だけでなく、未来の最終状態も知る必要がある。この事実を理論に取り入れると、先に述べたような困難は完全になくなり、タキオン理論は数学的に矛盾のないものとなった。「これはインターネット広告のようなもので、ひとつの簡単なトリックが問題を解決してくれるのです」と、この研究活動の最高責任者であるアンドレイ・ドラガンは言う。「現在が未来を決めるのではなく、未来が現在に影響を与えるという考え方は、物理学では新しいものではない。しかし、これまでは、この種の考え方は、ある種の量子現象に対する正統的でない解釈であることがせいぜいでした。タキオンを 「入れる 」ためには、状態空間を拡大する必要があったのです」とドラガンは結論づけた。
著者らはまた、境界条件の拡張が結果をもたらすことも予測している。従来の素粒子理論にはない、過去と未来を混ぜ合わせた新しい種類の量子もつれが理論に現れるのだ。この論文はまた、このように記述されたタキオンが純粋に「数学的可能性」なのか、それともそのような粒子がいつか観測される可能性があるのかという疑問を提起している。著者らによれば、タキオンは可能性だけでなく、実際には物質形成の原因となる自発的分裂過程の不可欠な要素であるという。この仮説は、対称性が自発的に破られる前のヒッグス場励起が、真空中を超光速で移動できたことを意味する。
