Si no hay nada más rápido que la luz, ¿qué son los taquiones, que, al parecer, se mueven más deprisa que ella?

Los taquiones son partículas hipotéticas que se mueven más rápido que la luz. Fueron propuestos por primera vez en 1967 por Gerald Feinberg, quien también acuñó el término «taquión». Los taquiones tienen una masa en reposo distinta de cero y siempre deben viajar más rápido que la luz. Según la relatividad especial, no se puede acelerar un objeto a la velocidad de la luz desde una posición de reposo. Así, podemos ver que los taquiones violan la causalidad, ya que su futuro puede afectar a su pasado. Como es imposible que algo viaje más rápido que la luz (según la relatividad especial), cualquier partícula cuya velocidad supere c debe ser imaginaria en algún sentido, lo que significa que su masa en reposo también debe ser imaginaria. Los científicos han especulado sobre otras consecuencias si los taquiones existieran, como violaciones de la causalidad (es decir, máquinas del tiempo). Si estas partículas existen, es imposible que sean estacionarias con respecto a cualquier observador

El término «taquión» fue acuñado por Gerald Feinberg en 1967.

Es posible que haya oído hablar de los taquiones, hipotéticas partículas que se mueven más rápido que la luz. Pero, ¿qué son exactamente? ¿Y por qué parecen violar la causalidad, ya que su futuro puede afectar a su pasado?

El término «taquión» fue acuñado por Gerald Feinberg en 1967. Propuso dos tipos de taquiones:

  • Los taquiones tipo fermión existen en un modelo de teoría cuántica de campos llamado Extensión del Modelo Estándar (SME), que incluye campos que interactúan entre sí a través del mecanismo de Higgs. Estos campos se describen mediante una simetría gauge y, por tanto, parecen ser fermiones. Sin embargo, estas partículas violan tanto la paridad como la invariancia temporal, dos propiedades que deberían tener todos los fermiones.
  • Los taquiones tipo bosón existen cuando se modela el espaciotiempo utilizando geometría no conmutativa 5D y supersimetría de espín superior

Los taquiones tienen una masa en reposo no nula y siempre deben viajar más rápido que la luz

La pregunta central de esta clase es entender cómo los taquiones violan la causalidad y cuáles son sus propiedades. Una pregunta relacionada es por qué no vemos pruebas de taquiones en los experimentos.

Taquión: una partícula hipotética que se mueve más rápido que la velocidad de la luz, con una masa imaginaria. Si tales partículas existen, podrían viajar hacia atrás en el tiempo y violar la causalidad (el principio de que los efectos no pueden preceder a las causas).

¿Qué significa que una partícula se mueva más rápido que la luz? La experiencia cotidiana con objetos en movimiento, como los coches o los trenes, nos permite intuir que, cuando vemos un objeto que se mueve a gran velocidad hacia nosotros, su imagen parece moverse más lentamente de lo que sugiere su velocidad real. Este fenómeno se llama «retardo», y la velocidad relativa entre dos objetos puede expresarse como la suma de sus velocidades individuales más su velocidad relativa: v_rel = v_car + v_train – v_car

En la relatividad especial, no se puede acelerar un objeto a la velocidad de la luz desde un punto muerto.

Hay muchos mitos sobre los taquiones, pero el más común es que viajan a la velocidad de la luz o más rápido. Según la relatividad especial, no se puede acelerar un objeto a la velocidad de la luz desde un punto de partida inmóvil (en otras palabras, no se puede ir más rápido que la luz si se empezó quieto). Si algo tuviera tal aceleración tendría que estar viajando hacia atrás en el tiempo; esto causaría todo tipo de problemas para ellos y para todos los que les rodean.

Así podemos ver que los taquiones violan la causalidad, ya que su futuro puede afectar a su pasado.

Los taquiones son partículas hipotéticas que viajan más rápido que la luz. También pueden viajar hacia atrás en el tiempo, lo que significa que violan la causalidad (el principio de que los acontecimientos no pueden influirse a sí mismos). Los taquiones no se observan en la naturaleza, pero hay algunas pruebas de su existencia.

Por ejemplo, si un taquión chocara con otra partícula e impidiera su movimiento, la detención habría ocurrido antes de que la otra partícula comenzara a moverse. Esto significaría que, aunque no lo veamos hoy, el periódico de mañana podría haberse escrito ya, ¡y por nosotros!

Los taquiones son partículas puramente hipotéticas, que pueden o no existir en la naturaleza.

El nombre de taquión significa en griego «aceleración» o «rapidez». Estas hipotéticas partículas viajan más rápido que la luz y su existencia fue sugerida por primera vez por Gerald Feinberg en 1962. Desde entonces, se han realizado varios experimentos para observar estas partículas, pero ninguno ha tenido éxito hasta ahora.

Estos problemas surgen porque la velocidad de la luz sigue siendo lo más rápido que conocemos en la naturaleza y, por tanto, sólo puede ser superada por algo que viaje a velocidades infinitas (lo cual es imposible). Otro problema con los taquiones es que violarían la causalidad, lo que significa que los eventos que ocurren simultáneamente no pueden afectarse mutuamente. Si esto ocurre físicamente, se produciría una situación paradójica en la que la información viajaría hacia atrás en el tiempo.

Sin embargo, los científicos creen que la existencia de una partícula con masa imaginaria violaría ciertas leyes de conservación.

En general, la masa de una partícula se define como la energía necesaria para acelerar la partícula a la velocidad de la luz. Por ejemplo, si tienes un objeto con una masa m y quieres acelerarlo a una velocidad constante, entonces necesitas una cantidad adicional de energía E = mc2 (donde c es igual a 2*pi*10^8 metros por segundo). Esto se llama energía cinética.

En la relatividad especial, esta fórmula no tiene sentido porque no hay forma de que ninguna partícula alcance la velocidad de la luz. En su lugar, tenemos lo que se llama tiempo imaginario (i). El tiempo imaginario es inverso al tiempo normal: si pensamos en cuántos segundos transcurren entre dos acontecimientos que suceden en la vida real (como dos personas que se dicen «hola»), ese número será inferior a i segundos si esos dos acontecimientos suceden uno después del otro en el tiempo imaginario (por ejemplo, una persona dice «hola» antes que otra). Estos números dependen unos de otros; por ejemplo, si una persona dice «hola» después de que lo haga otra, tardará más de i segundos en devolver el saludo.

Si estas partículas existen, es imposible que sean estacionarias con respecto a cualquier observador.

Si los taquiones existieran, sería imposible que estuvieran inmóviles con respecto a cualquier observador. Eso es porque se mueven más rápido que la luz. Como se mueven más rápido que la luz, su futuro no puede afectar a su pasado y, por tanto, se violaría la causalidad (y el universo se rompería). Por lo tanto, la única forma en que se puede imaginar un taquión es como una partícula puramente hipotética que se mueve con una velocidad infinita.

Todavía no se han observado y hay serios problemas para pensar que realmente existen

Los taquiones, si existen, son partículas puramente hipotéticas. No se han observado y hay serios problemas para pensar que realmente existen.

Si los taquiones existen, es imposible que estén inmóviles con respecto a cualquier observador. Esto significa que si uno ve uno en reposo frente a él, otro observador que se mueva más rápido que el primero lo verá alejarse de él a una velocidad mayor que la de la luz.

Conclusión

Los taquiones son un tema fascinante de la física teórica y se pueden plantear muchas preguntas interesantes sobre ellos. Pero, ¿significa esto que existen realmente? La respuesta es no, al menos todavía. Como hemos visto, los taquiones tienen una serie de propiedades extrañas que no encajan con lo que sabemos del mundo que nos rodea actualmente. Por ejemplo:

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