Tachyonic field
পদার্থবিজ্ঞানে, একটি ট্যাকিওনিক ক্ষেত্র, বা কেবল ট্যাকিওন, একটি কাল্পনিক ভর সহ একটি কোয়ান্টাম ক্ষেত্র। যদিও ট্যাকিওনিক কণা (আলোর চেয়ে দ্রুত গতিতে চলাচলকারী কণা) একটি বিশুদ্ধ অনুমানমূলক ধারণা যা বেশ কয়েকটি প্রয়োজনীয় ভৌত নীতি লঙ্ঘন করে, তবে কাল্পনিক ভর সহ কমপক্ষে একটি ক্ষেত্র, হিগস ক্ষেত্রের অস্তিত্ব রয়েছে বলে মনে করা হয়। কোনও পরিস্থিতিতে ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রের কোনও উত্তেজনা আলোর চেয়ে দ্রুত প্রসারিত হয় না-একটি ট্যাকিওনিক (কাল্পনিক) ভরের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি সংকেতের সর্বাধিক বেগের উপর কোনও প্রভাব ফেলে না এবং তাই আলোর চেয়ে দ্রুত কণার বিপরীতে কার্যকারিতার কোনও লঙ্ঘন হয় না। ট্যাকিয়োনিক ক্ষেত্রগুলি পদার্থবিজ্ঞানে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং জনপ্রিয় বইগুলিতে আলোচনা করা হয়। 1967 সালের একটি গবেষণাপত্রে জেরাল্ড ফেইনবার্গ "টাকিয়ন" শব্দটি উদ্ভাবন করেছিলেন যা কাল্পনিক ভর সহ কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলি অধ্যয়ন করেছিল। ফেইনবার্গ বিশ্বাস করতেন যে এই ক্ষেত্রগুলি আলোর প্রসারণের চেয়ে দ্রুততর হতে পারে, কিন্তু শীঘ্রই উপলব্ধি করা হয়েছিল যে এটি এমন ছিল না। পরিবর্তে, কাল্পনিক ভর একটি অস্থিতিশীলতা তৈরি করেঃ যে কোনও বিন্যাস যেখানে এক বা একাধিক ক্ষেত্রের উত্তেজনা ট্যাকিওনিক হয় তা স্বতঃস্ফূর্তভাবে ক্ষয় হবে এবং ফলস্বরূপ বিন্যাসে কোনও শারীরিক ট্যাকিওন থাকে না। এই প্রক্রিয়াটি টাকিয়ন ঘনীভবন নামে পরিচিত। একটি বিখ্যাত উদাহরণ হল কণা পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেলে হিগস বোসোনের ঘনীভবন। আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানে, সমস্ত মৌলিক কণাকে ক্ষেত্রের স্থানীয় উত্তেজনা হিসাবে বিবেচনা করা হয়। ট্যাকিওনগুলি অস্বাভাবিক কারণ অস্থিতিশীলতা এই জাতীয় কোনও স্থানীয় উত্তেজনাকে বিদ্যমান হতে বাধা দেয়। যে কোনও স্থানীয় বিশৃঙ্খলা, যত ছোটই হোক না কেন, একটি তাত্পর্যপূর্ণভাবে ক্রমবর্ধমান ক্যাসকেড শুরু করে যা ভবিষ্যতের আলোর শঙ্কু অভ্যন্তরে সর্বত্র পদার্থবিজ্ঞানকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে। ব্যাখ্যা ট্যাকিওনিক ঘনীভবনের সংক্ষিপ্ত বিবরণ যদিও একটি ট্যাকিওনিক কাল্পনিক ভরের ধারণাটি বিরক্তিকর বলে মনে হতে পারে কারণ একটি কাল্পনিক ভরের কোনও শাস্ত্রীয় ব্যাখ্যা নেই, তবে ভরটি পরিমাপ করা হয় না। বরং, স্কেলার ক্ষেত্রটি হল; এমনকি ট্যাকিওনিক কোয়ান্টাম ক্ষেত্রের জন্যও, স্পেসিলাইক পৃথক পয়েন্টগুলিতে ফিল্ড অপারেটররা এখনও কমিউট (বা অ্যান্টিকমিউট) করে, এইভাবে কার্যকারিতা সংরক্ষণ করে। অতএব, তথ্য এখনও আলোর চেয়ে দ্রুত প্রসারিত হয় না, এবং সমাধানগুলি দ্রুত বৃদ্ধি পায়, তবে অতি-আলোকিতভাবে নয় (কার্যকারিতার কোনও লঙ্ঘন নেই)। "কাল্পনিক ভর" আসলে বোঝায় যে সিস্টেমটি অস্থির হয়ে যায়। শূন্য মান ক্ষেত্রটি তার সম্ভাব্য শক্তির স্থানীয় ন্যূনতমের পরিবর্তে স্থানীয় সর্বোচ্চ হয়, অনেকটা পাহাড়ের চূড়ায় একটি বলের মতো। একটি খুব ছোট প্রবণতা (যা সর্বদা কোয়ান্টাম ওঠানামার কারণে ঘটবে) ক্ষেত্রটিকে স্থানীয় ন্যূনতমের দিকে তাত্পর্যপূর্ণভাবে ক্রমবর্ধমান প্রশস্ততার সাথে নিচে নামতে পরিচালিত করবে। এইভাবে, ট্যাকিয়ন ঘনীভবন একটি ভৌত ব্যবস্থাকে চালিত করে যা একটি স্থানীয় সীমায় পৌঁছেছে এবং সরলভাবে একটি বিকল্প স্থিতিশীল অবস্থায় ভৌত ট্যাকিয়ন তৈরি করার আশা করা যেতে পারে যেখানে কোনও ভৌত ট্যাকিয়নের অস্তিত্ব নেই। একবার ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রটি সর্বনিম্ন সম্ভাব্যতায় পৌঁছে গেলে, এর কোয়ান্টা আর ট্যাকিওন নয়, বরং হিগস বোসোনের মতো ধনাত্মক ভর-বর্গযুক্ত সাধারণ কণা। একটি ট্যাকিওনিক ক্ষেত্র এবং সংকেত প্রসারণের শারীরিক ব্যাখ্যা একটি সহজ যান্ত্রিক উপমা রয়েছে যা চিত্রিত করে যে ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রগুলি আলোর চেয়ে দ্রুত প্রসারিত হয় না, কেন তারা অস্থিতিশীলতার প্রতিনিধিত্ব করে এবং কাল্পনিক ভরের অর্থ ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে (ভর বর্গ ঋণাত্মক হচ্ছে)। পেন্ডুলামের একটি দীর্ঘ লাইন বিবেচনা করুন, সবগুলিই সোজা নিচে নির্দেশ করে। প্রতিটি পেন্ডুলামের শেষে ভরটি তার দুটি প্রতিবেশীদের ভরের সাথে স্প্রিংস দ্বারা সংযুক্ত থাকে। পেন্ডুলামের একটিকে নাড়াচাড়া করলে দুটি তরঙ্গ তৈরি হবে যা রেখার নিচে উভয় দিকে ছড়িয়ে পড়বে। তরঙ্গটি অতিক্রম করার সাথে সাথে প্রতিটি পেন্ডুলাম তার পালাক্রমে সোজা নীচের অবস্থানে কয়েকবার দোলায়। এই তরঙ্গগুলির প্রসারণের গতি একটি সহজ উপায়ে স্প্রিংগুলির টান এবং পেন্ডুলামের ওজনের জড় ভর দ্বারা নির্ধারিত হয়। আনুষ্ঠানিকভাবে, এই পরামিতিগুলি বেছে নেওয়া যেতে পারে যাতে প্রসারণের গতি আলোর গতি হয়। ঘনিষ্ঠভাবে ব্যবধানযুক্ত পেন্ডুলামের অসীম ঘনত্বের সীমার মধ্যে, এই মডেলটি একটি আপেক্ষিক ক্ষেত্র তত্ত্বের অনুরূপ হয়ে ওঠে, যেখানে তরঙ্গগুলি কণাগুলির অনুরূপ। পেন্ডুলামগুলিকে সোজা নিচে নির্দেশ করা থেকে স্থানচ্যুত করার জন্য ধনাত্মক শক্তির প্রয়োজন হয়, যা নির্দেশ করে যে সেই কণাগুলির বর্গাকার ভর ধনাত্মক। এখন একটি প্রাথমিক অবস্থা বিবেচনা করুন যেখানে t = 0 সময়ে, সমস্ত পেন্ডুলাম সোজা উপরে নির্দেশ করছে। স্পষ্টতই এটি অস্থির, তবে কমপক্ষে শাস্ত্রীয় পদার্থবিজ্ঞানে কেউ কল্পনা করতে পারে যে তারা এত যত্ন সহকারে ভারসাম্যপূর্ণ যে তারা অনির্দিষ্টকালের জন্য সোজা উপরে নির্দেশ করে থাকবে যতক্ষণ না তারা বিচলিত হয়। উল্টো-নীচের পেন্ডুলামগুলির মধ্যে একটিকে নাড়াচাড়া করা আগের থেকে খুব আলাদা প্রভাব ফেলবে। উইগলের প্রভাবগুলির প্রসারণের গতি আগের মতোই, কারণ স্প্রিং টেনশন বা ইনার্শিয়াল ভর কোনওটাই পরিবর্তিত হয়নি। যাইহোক, বিশৃঙ্খলা দ্বারা প্রভাবিত পেন্ডুলামের উপর প্রভাবগুলি নাটকীয়ভাবে ভিন্ন। যে পেন্ডুলামগুলি বিশৃঙ্খলার প্রভাব অনুভব করে সেগুলি উল্টে যেতে শুরু করবে এবং দ্রুত গতিতে গতি বাড়াবে। প্রকৃতপক্ষে, এটি দেখানো সহজ যে কোনও স্থানীয় বিশৃঙ্খলা একটি ক্রমবর্ধমান অস্থিতিশীলতার সূচনা করে যা তার ভবিষ্যতের "তরঙ্গ শঙ্কু" (তরঙ্গ প্রসারণের গতি দ্বারা গুণিত সময়ের সমান আকারের একটি অঞ্চল) এর মধ্যে সমস্ত কিছুকে প্রভাবিত করে। অসীম পেন্ডুলামের ঘনত্বের সীমার মধ্যে, এই মডেলটি একটি ট্যাকিওনিক ক্ষেত্র তত্ত্ব। পদার্থবিজ্ঞানে গুরুত্ব স্বতঃস্ফূর্ত প্রতিসাম্য ভাঙার ঘটনাটি, যা টাকিয়ন ঘনীভবনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের অনেক দিকের একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে, যার মধ্যে রয়েছে গিঞ্জবার্গ-ল্যান্ডাউ এবং অতিপরিবাহীতার বিসিএস তত্ত্ব। অন্যান্য উদাহরণের মধ্যে রয়েছে মহাজাগতিক মুদ্রাস্ফীতির নির্দিষ্ট কিছু মডেলের স্ফীত ক্ষেত্র (যেমন নতুন মুদ্রাস্ফীতি) এবং বোসনিক স্ট্রিং তত্ত্বের ট্যাকিয়ন। ঘনীভবন কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বে, একটি ট্যাকিয়ন হল একটি ক্ষেত্রের একটি কোয়ান্টাম-সাধারণত একটি স্কেলার ক্ষেত্র-যার বর্গাকার ভর ঋণাত্মক, এবং স্বতঃস্ফূর্ত প্রতিসাম্য ভাঙন বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়ঃ এই ধরনের ক্ষেত্রের অস্তিত্ব ক্ষেত্র ভ্যাকুয়ামের অস্থিতিশীলতাকে বোঝায়; ক্ষেত্রটি তার সম্ভাব্য শক্তির স্থানীয় ন্যূনতমের পরিবর্তে স্থানীয় সর্বাধিক হয়, অনেকটা পাহাড়ের শীর্ষে একটি বলের মতো। একটি খুব ছোট প্রবণতা (যা সর্বদা কোয়ান্টাম ওঠানামার কারণে ঘটবে) ক্ষেত্রটিকে (বল) ক্রমবর্ধমান প্রশস্ততার সাথে নিচে নামতে পরিচালিত করবেঃ এটি ট্যাকিয়ন ঘনীভবনকে প্ররোচিত করবে। একবার ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রটি সম্ভাবনার সর্বনিম্ন পর্যায়ে পৌঁছে গেলে, এর কোয়ান্টা আর ট্যাকিওন নয় বরং একটি ধনাত্মক ভর-বর্গাকার থাকে। কণা পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেলের হিগস বোসন একটি উদাহরণ। প্রযুক্তিগতভাবে, বর্গাকার ভর হল কার্যকরী সম্ভাবনার দ্বিতীয় অন্তরজ। একটি ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রের জন্য দ্বিতীয় অন্তরজ ঋণাত্মক, যার অর্থ কার্যকর সম্ভাব্যতা স্থানীয় ন্যূনতমের পরিবর্তে স্থানীয় সর্বাধিক হয়। অতএব, এই পরিস্থিতি অস্থিতিশীল এবং ক্ষেত্রটি সম্ভাব্যতা হ্রাস করবে। যেহেতু একটি ট্যাকিয়নের বর্গাকার ভর ঋণাত্মক, তাই এটির আনুষ্ঠানিকভাবে একটি কাল্পনিক ভর রয়েছে। এটি সাধারণ নিয়মের একটি বিশেষ ক্ষেত্রে, যেখানে অস্থিতিশীল বিশাল কণাগুলিকে আনুষ্ঠানিকভাবে একটি জটিল ভর হিসাবে বর্ণনা করা হয়, যার আসল অংশটি স্বাভাবিক অর্থে তাদের ভর এবং কাল্পনিক অংশটি প্রাকৃতিক এককে ক্ষয়ের হার। যাইহোক, কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বে, একটি কণা (একটি "এক-কণার অবস্থা") মোটামুটিভাবে এমন একটি অবস্থা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা সময়ের সাথে ধ্রুবক; অর্থাৎ, হ্যামিল্টনিয়ানের একটি আইগেনভ্যালু। একটি অস্থিতিশীল কণা এমন একটি অবস্থা যা সময়ের সাথে সাথে প্রায় ধ্রুবক থাকে; যদি এটি পরিমাপ করার জন্য যথেষ্ট দীর্ঘ থাকে তবে এটিকে আনুষ্ঠানিকভাবে একটি জটিল ভর হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে, যার ভরের আসল অংশটি তার কাল্পনিক অংশের চেয়ে বেশি। যদি উভয় অংশই একই মাত্রার হয়, তবে এটিকে কণার পরিবর্তে একটি বিচ্ছুরণ প্রক্রিয়ায় প্রদর্শিত অনুরণন হিসাবে ব্যাখ্যা করা হয়, কারণ এটি বিচ্ছুরণ প্রক্রিয়া থেকে স্বাধীনভাবে পরিমাপ করার মতো দীর্ঘ সময়ের অস্তিত্ব নেই বলে মনে করা হয়। একটি ট্যাকিয়নের ক্ষেত্রে ভরের আসল অংশটি শূন্য, এবং তাই কোনও কণার ধারণাকে এর জন্য দায়ী করা যায় না। এমনকি ট্যাকিওনিক কোয়ান্টাম ক্ষেত্রের ক্ষেত্রেও, স্থানের মতো পৃথক বিন্দুতে ফিল্ড অপারেটররা এখনও যাতায়াত করে (বা অ্যান্টিকমিউট), এইভাবে কার্যকারণের নীতি সংরক্ষণ করে। ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত কারণগুলির জন্য, একটি ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রের সাথে প্রেরিত সংকেতগুলির সর্বাধিক বেগ উপর থেকে আলোর গতিবেগ দ্বারা কঠোরভাবে সীমাবদ্ধ। অতএব, ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি নির্বিশেষে তথ্য কখনই আলোর চেয়ে দ্রুত চলে না। ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রের উদাহরণ হল স্বতঃস্ফূর্ত প্রতিসাম্য ভাঙার ক্ষেত্রে। ঘনীভূত পদার্থ পদার্থবিজ্ঞানে একটি উল্লেখযোগ্য উদাহরণ হল ফেরোম্যাগনেটিজম; কণা পদার্থবিজ্ঞানে সবচেয়ে পরিচিত উদাহরণ হল স্ট্যান্ডার্ড মডেলের হিগস প্রক্রিয়া। স্ট্রিং তত্ত্বে ট্যাকিওনগুলি স্ট্রিং তত্ত্বে, কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বের মতো একই ব্যাখ্যা রয়েছে। যাইহোক, স্ট্রিং তত্ত্ব, অন্ততপক্ষে, নীতিগতভাবে, কেবল ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রের পদার্থবিজ্ঞানকে বর্ণনা করতে পারে না, তবে এই ক্ষেত্রগুলি উপস্থিত হয় কিনা তাও ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে। স্ট্রিং তত্ত্বের অনেক সংস্করণে প্রকৃতপক্ষে ট্যাকিওনিক ক্ষেত্রগুলি উদ্ভূত হয়। সাধারণভাবে, স্ট্রিং তত্ত্ব বলে যে আমরা "কণা" (ইলেকট্রন, ফোটন, মাধ্যাকর্ষণ ইত্যাদি) হিসাবে যা দেখি তা আসলে একই অন্তর্নিহিত স্ট্রিংয়ের বিভিন্ন কম্পনশীল অবস্থা। স্ট্রিং যে কম্পন প্রদর্শন করে তা থেকে কণার ভর অনুমান করা যেতে পারে; মোটামুটিভাবে বলতে গেলে, ভর নির্ভর করে স্ট্রিংটি যে "নোট" শব্দ করে তার উপর। ট্যাকিওনগুলি প্রায়শই অনুমোদিত স্ট্রিং অবস্থার বর্ণালীতে উপস্থিত হয়, এই অর্থে যে কিছু অবস্থার ঋণাত্মক ভর-বর্গ রয়েছে এবং তাই কাল্পনিক ভর রয়েছে। যদি ট্যাকিয়নটি একটি খোলা স্ট্রিংয়ের কম্পনশীল মোড হিসাবে প্রদর্শিত হয়, তবে এটি অন্তর্নিহিত ডি-ব্রেন সিস্টেমের একটি অস্থিতিশীলতার ইঙ্গিত দেয় যার সাথে স্ট্রিংটি সংযুক্ত থাকে। সিস্টেমটি তখন বন্ধ স্ট্রিং এবং/অথবা স্থিতিশীল ডি-ব্রেনের অবস্থায় ক্ষয় হয়ে যাবে। যদি ট্যাকিয়ন একটি বদ্ধ স্ট্রিং কম্পনশীল মোড হয়, তবে এটি স্পেসটাইমে একটি অস্থিতিশীলতার ইঙ্গিত দেয়। সাধারণত, এটি জানা যায় না (বা তাত্ত্বিক) যে এই ব্যবস্থাটি কীসে ক্ষয় হবে। যাইহোক, যদি বদ্ধ স্ট্রিং ট্যাকিয়ন একটি স্পেসটাইম সিঙ্গুলারিটির চারপাশে স্থানীয়করণ করা হয়, তবে ক্ষয় প্রক্রিয়াটির শেষ বিন্দুতে প্রায়শই সিঙ্গুলারিটির সমাধান হবে। আরও দেখুন ডি-ব্রেন স্ট্যান্ডার্ড-মডেল এক্সটেনশন পয়েনকারে গ্রুপ কোয়ান্টাম টানেলিং ট্যাচিওনিক অ্যান্টিটেলিফোন রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক আলোর চেয়ে দ্রুত (এফটিএল) এফএকিউ (ইন্টারনেট আর্কাইভ থেকে) পদার্থবিজ্ঞান এফএকিউ থেকে ট্যাচিওন এন্ট্রি হাইপোথেটিকাল কণা স্ট্রিং তত্ত্ব ট্যাচিওনের সময় ভ্রমণ