Taquión
Un taquión (del griego ταχυόνιον takhyónion de ταχύς takhýs 'rápido, veloz') es toda aquella partícula hipotética capaz de moverse a velocidades superlumínicas.
Hasta el momento, a los taquiones se les atribuyen propiedades inexplicables.
El término taquión fue propuesto por Gerald Feinberg en un artículo de 1967, si bien la posibilidad teórica de dichas partículas había sido ya discutida por by Lev Yakovlevich Shtrum en 1923.
Esto implica que si su energía y momento son reales, su masa en reposo convencional aparente sería un número imaginario.
Por lo que la (pseudo) norma de Minkowski de su cuadrimomento sería negativa, ya que:
El tiempo propio que experimenta un taquión es también imaginario.
Un curioso efecto es que a diferencia de partículas reales, la velocidad de un taquión crece cuando su energía decrece.
Esto es una consecuencia de la relatividad especial debido a que, hipotéticamente, un taquión tiene masa cuadrada negativa.
De acuerdo con Einstein, la energía total de una partícula es la masa en reposo m por la velocidad de la luz al cuadrado y multiplicada a su vez por el factor de Lorentz, es decir, la energía total viene dada por la relación:
Para materia ordinaria, esta ecuación demuestra que E aumenta con la velocidad, convirtiéndose infinita a medida que v (velocidad) se aproxima a c, la velocidad de la luz.
Si m es imaginaria, por otra parte, el denominador de la fracción necesita ser imaginario para mantener a la energía como un número real.
El denominador sería imaginario si el número en la raíz cuadrada es negativo, lo cual solo pasa si v es mayor que c. Un taquión está limitado a la porción de tipo espacial del gráfico de energía-momento.
Curiosamente, mientras su energía disminuye, su velocidad aumenta, sin mencionar que los taquiones están obligados a viajar siempre hacia el pasado.
Si existieran los taquiones y pudieran interactuar con la materia ordinaria, podría violarse el principio de causalidad.
En la teoría de la relatividad general, es posible construir espacio-tiempos en los cuales las partículas se propaguen más rápidamente que la velocidad de la luz, relativo a un observador distante.
Sin embargo, estos no serían taquiones en el sentido anterior, puesto que no superarían la velocidad de la luz localmente.
La existencia de tal partícula es un significado de la inestabilidad del vacío espacio-temporal, porque la energía del vacío tiene un máximo en vez de un mínimo.
Un pequeño impulso podría causar una decadencia de amplitudes exponenciales que al mismo tiempo podrían inducir a una condensación de taquiones.
En general, la teoría de cuerdas establece que lo que vemos como "partículas" —electrones, fotones, gravitones, etc.— son en realidad diferentes estados vibratorios de la misma cuerda.
La masa de una partícula puede ser deducida como de la vibración ejercida por la cuerda; en otras palabras, la masa depende de la nota que la cuerda este tocando.
Los taquiones frecuentemente aparecen en el espectro de estados de cuerdas permisibles, como queriendo decir que en algunos estados tienen masas al cuadrado negativas, y por lo tanto masas imaginarias.
luego se multiplica el numerador y denominador por i:
Si se define formalmente una "masa del taquión" mediante
Se analiza la raíz y se obtiene que para que sea real,
, la velocidad de la partícula debe ser mayor que c (velocidad de la luz).
En mecánica cuántica y teoría cuántica de campos un valor imaginario de la masa o la energía puede ser interpretado como una partícula inestable que decae en otras partículas, o como un estado inestable del vacío que da lugar a otros estados.
Así los estados con energía real al ser su parte imaginaria nula pueden existir por tiempo indefinido.
Para los estados o partículas con masa o energía imaginaria el tiempo de desintegración es inversamente proporcional a la parte imaginaria:
Siendo E la energía total compleja y siendo
la constante de Planck (partida de 2 pi) según el cociente entre la parte real e imaginaria de la energía μ = (Re E)/(Im E) las partículas inestables pueden clasificarse en: En la ciencia ficción ha existido de forma magistral el uso de los taquiones como un todo que responde a la gran interrogante sobre cómo viajar y ser el amo del tiempo.
