Desde que Einstein dio a conocer su teoría de la relatividad, la velocidad de la luz se ha considerado la constante física del universo, interrelacionando el espacio y el tiempo. En resumen, era la velocidad a la que se creía que la luz y todas las demás formas de radiación electromagnética viajaban en todo momento en el espacio vacío, independientemente del movimiento de la fuente o del marco de referencia inercial del observador. Pero supongamos por un segundo que hubiera una partícula que desafiara esta ley, que pudiera existir dentro del marco de un universo relativista, pero al mismo tiempo desafiar los fundamentos sobre los que se construyó. Suena imposible, pero la existencia de tal partícula puede ser necesaria desde un punto de vista cuántico, resolviendo problemas clave que surgen en esa teoría caótica. Es conocida como la Partícula Tachyon, una partícula subatómica hipotética que puede moverse más rápido que la luz y plantea una serie de problemas y posibilidades interesantes para el campo de la física.
En el lenguaje de la relatividad especial, un taquión sería una partícula con espacio de cuatro momentos y tiempo propio imaginario. Su existencia se atribuyó primero al físico alemán Arnold Sommerfeld; a pesar de que fue Gerald Feinberg quien acuñó el término por primera vez en la década de 1960, y varios otros científicos ayudaron a avanzar en el marco teórico dentro del cual se creía que existían los taquiones. Originalmente se propusieron en el marco de la teoría cuántica de campos como una forma de explicar la inestabilidad del sistema, pero sin embargo han planteado problemas para la teoría de la relatividad especial.
Por ejemplo, si los taquiones fueran partículas convencionales localizables que podrían usarse para enviar señales más rápido que la luz, esto conduciría a violaciones de la causalidad en la relatividad especial. Pero en el marco de la teoría cuántica de campos, se entiende que los taquiones significan una inestabilidad del sistema y se tratan usando una teoría conocida como condensación de taquiones, un proceso que intenta resolver su existencia al explicarlos en términos de fenómenos mejor entendidos, en lugar de como partículas reales más rápidas que la luz. Los campos taquiónicos han aparecido teóricamente en una variedad de contextos, como la teoría de cuerdas bosónicas. En general, la teoría de cuerdas establece que lo que vemos como "partículas" (electrones, fotones, gravitones, etc.) son en realidad estados vibratorios diferentes de la misma cuerda subyacente. En este marco, un taquión aparecería como una indicación de inestabilidad en el sistema D-brane o dentro del espacio-tiempo mismo.
A pesar de los argumentos teóricos en contra de la existencia de partículas de taquiones, se han realizado búsquedas experimentales para probar la suposición contra su existencia; sin embargo, no se ha encontrado evidencia experimental de la existencia de partículas de taquiones.
Hemos escrito muchos artículos sobre tachyon para la revista Space. Aquí hay un artículo sobre partículas elementales y un artículo sobre la Teoría de la relatividad de Einstein.
Si desea obtener más información sobre tachyon, consulte estos artículos de Science World. Además, es posible que desee navegar a través de un foro de discusión sobre taquiones.
También hemos grabado un episodio completo de Astronomy Cast sobre la teoría de la relatividad especial. Escucha aquí, Episodio 9: La teoría de la relatividad especial de Einstein.
Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tachyon
http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light
http://scienceworld.wolfram.com/physics/Tachyon.html
http://en.wikipedia.org/wiki/D-brane
http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/warp.html
