En la teoría de la relatividad especial de Einstein, la relación entre la energía, el momento y la masa de una partícula es [matemática] E ^ 2 = (pc) ^ 2 + (mc ^ 2) ^ 2 [/ matemática]
Al principio se dio cuenta de que si conecta un valor negativo para [matemática] m ^ 2 [/ matemática] en esta ecuación, obtendrá una combinación de momento y energía que implica que la partícula siempre debe viajar más rápido que la luz. Es decir, [matemáticas] v = pc ^ 2 / E> c [/ matemáticas]
Si bien las ecuaciones son consistentes, nunca estuvo claro si esa partícula, que tendría que tener una masa imaginaria, podría tener sentido o existir en el mundo real.
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A la luz de la teoría del campo cuántico, ahora las partículas se consideran excitaciones de un campo cuántico cerca del mínimo de su curva de energía potencial. Y ahora hay un par de definiciones diferentes de masa. Una de las definiciones de masa (a veces llamada “masa desnuda”) es la raíz cuadrada del coeficiente cuadrático de un campo cuántico en su energía potencial. En muchos casos, esta masa puede ser imaginaria, por lo que a veces se la denomina “masa taquiónica”. Sin embargo, en cualquier caso físico conocido en el que esto ocurra (el caso más famoso es el bosón de Higgs), hay un cambio de coordenadas que se puede hacer de tal manera que en las nuevas coordenadas, la masa es real y la partícula física viaja a menos del velocidad de la luz. La “masa física” de una partícula es la raíz cuadrada del coeficiente cuadrático de un campo en el mínimo de su curva de energía potencial, que por definición siempre es real.
Si el cuadrado de masa para algún campo como el Higgs es negativo, lo que eso significa es que estás viendo un máximo (punto inestable) de la curva de energía potencial en lugar del mínimo. Las excitaciones cercanas al máximo no son en realidad partículas. Si hay un campo que solo tiene un máximo y ningún mínimo, entonces es realmente un campo taquiónico (ya que no hay transformación de coordenadas que pueda hacer para que la masa sea real). Esto significa que hay algo mal con la teoría porque no hay energía del estado fundamental para el campo y, por lo tanto, no puede existir en el mundo real. A algunas personas les gusta decir que un campo taquiónico representa una “inestabilidad del vacío”. Iría un paso más allá y diría que representa un campo que no tiene vacío (estado fundamental).
En resumen, los taquiones aparecen a veces en la física teórica, pero debido a que las partículas físicas deben tener una masa física real (no imaginaria), no hay partículas en el mundo real que puedan viajar más rápido que la luz.
