¿Existen los taquiones?

TL; DR: Sí, existen, pero no son partículas que viajan más rápido que la luz, sino señales de inestabilidades en las teorías.

Los taquiones se realizan en la teoría del campo cuántico como partículas con masa cuadrada negativa. Como tal, la masa sería imaginaria. Tomado a su valor nominal, esto indicaría que la partícula viajaría más rápido que la luz debido a la relación

[matemáticas] E ^ 2 = p ^ 2 c ^ 2 + m ^ 2 c ^ 4 [/ matemáticas]

Si [matemática] m ^ 2 [/ matemática] es negativa, entonces [matemática] p ^ 2c ^ 2> E ^ 2 [/ matemática] y dado que la velocidad se define nominalmente como

[matemáticas] v = pc ^ 2 / E [/ matemáticas]

Esto parece indicar que una partícula viaja más rápido que la luz. Sin embargo, esta interpretación es incorrecta y la interpretación correcta es que esta es una teoría inestable que explotará en el instante en que la configure y termine como una teoría completamente diferente unos momentos más tarde.

Esto solo ocurre para los bosones porque las masas cuadradas de fermión son una cantidad manifiestamente positiva porque son el producto de una matriz de masa con su conjugado hermitiano.

Los bosones tienen un parámetro que es la masa al cuadrado, por lo que, en principio, puede ser negativo.

Tachyon como señal de inestabilidad

Ahora entendemos que los taquiones no son partículas estables, sino que indican que el vacío es inestable y se produce un proceso llamado condensación de taquiones. Esta inestabilidad se puede ver al saber que la ecuación de Schrodinger siempre tiene un factor de fase que es [matemática] \ exp (i E t / \ hbar) [/ matemática], en relatividad, la energía contiene una energía de masa en reposo, [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]. Este factor de fase se conoce como la frecuencia de Compton. La frecuencia de Compton de una partícula de taquión es:

[matemáticas] \ exp (\ pm i \ sqrt {m ^ 2} c ^ 2 t / \ hbar) [/ matemáticas]

cuando [matemáticas] m ^ 2 <0 [/ matemáticas], esto porque

[matemáticas] \ exp (\ pm | m | c ^ 2 t / \ hbar) [/ matemáticas]

El signo más indica un modo de crecimiento exponencial que indica que está ocurriendo una explosión. Seguir esta explosión hasta el final es muy difícil en un lenguaje cuantificado primero (donde las partículas son lo que estás viendo).

Taquiones en la teoría del campo cuántico

En un segundo lenguaje cuantificado (donde los campos son lo que está viendo), el punto final es muy claro. Existe un potencial para el campo que a menudo parece

[matemáticas] V = – m ^ 2 \ phi ^ 2 + \ lambda \ phi ^ 4 [/ matemáticas].

Un taquión es lo que obtienes cuando cuantificas alrededor de un vacío que tiene un valor de expectativa de vacío para [matemáticas] \ phi [/ matemáticas], [matemáticas] \ langle \ phi \ rangle [/ matemáticas], de 0. Si en cambio cuantizas Alrededor del vacío que está al mínimo del potencial, la partícula tiene una masa positiva al cuadrado.

Si comienza con un vacío con [math] \ langle \ phi \ rangle = 0 [/ math], el campo se despliega y termina en un vacío de [math] \ langle \ phi \ rangle \ ne 0 [/ math ] Ese proceso será violento y resultará en la producción de muchas partículas a medida que el sistema pase de [matemática] \ langle \ phi (t = 0) \ rangle = 0 [/ matemática] a [matemática] \ langle \ phi (t \ gg 0 ) \ rangle \ ne 0 [/ math].

El bosón de Higgs

Esta es precisamente la física del bosón de Higgs, que es un taquión con el vacío [matemática] \ langle H \ rangle = 0 [/ matemática]. Temprano en el Universo, el vacío estable es en realidad [matemáticas] \ langle H \ rangle = 0 [/ matemáticas] debido a los efectos térmicos. Hay un momento en el tiempo llamado transición de fase de electrodébil donde la [matemática] \ langle H \ rangle = 0 [/ matemática] ya no es el vacío estable. En cambio, se mueve a un valor distinto de cero. Con nuestra comprensión actual de la física de electrodébil, esta es una transición de fase de segundo orden que es una transición muy suave, pero si se trata de una transición de fase de primer orden, entonces podría ser un proceso violento donde el campo de Higgs salta repentinamente de [matemáticas] \ langle H \ rangle = 0 [/ math] a un valor distinto de cero.

Bosones de giro superior

Para los campos de espín más altos, es difícil obtener cuadrados de masa negativos porque sus masas son los términos cinéticos de otros campos, por lo que los cuadrados de masa negativos son como tener términos cinéticos negativos, que se conocen como “fantasmas”. Este tipo de física se conoce como condensación fantasma y no se cree que surja de una física consistente, pero se han considerado los efectos (ver, por ejemplo, el artículo).

Teoria de las cuerdas

La condensación de Tachyon en la teoría de cuerdas es algo muy interesante porque varias teorías de cuerdas tienen taquiones. Los taquiones deben interpretarse exactamente de la misma manera, indicando inestabilidades, no más rápido que las partículas de luz. La dificultad con la teoría de cuerdas es que es una formulación de primer orden de la teoría y es muy difícil seguir la teoría a través de la condensación. Esto se ha hecho en algunas situaciones (ver, por ejemplo, el artículo).

“¿Los taquiones son reales o no?”
Por ahora, no hay evidencia de su existencia, por lo tanto, “partícula hipotética”. Si existieran, estarían en contradicción con uno de los principios fundamentales del universo: la causalidad. Entonces, los taquiones probablemente no son reales.

“¿Es realmente tan difícil saber si algo es real o no?”
Si, es dificil. En realidad, es imposible saber algo, en el sentido más riguroso de “saber”. Es inevitable que tengas que basar todo tu “conocimiento” en suposiciones. Como consecuencia, todo lo que “sabe” es un conjunto de creencias.
Si lo único que le importa es la ciencia, y no la filosofía, es difícil lidiar con cosas que son:
1. Muy rápido
2. Muy lento (cambios que ocurren en grandes escalas de tiempo)
3. Muy pequeño
4. Muy lejos
5. No interactuar con la luz (invisible)
6. Más allá de nuestra conciencia
7. Más allá de nuestro alcance (como núcleos de planetas)
8. No es parte del modelo físico del universo.
Las cosas y los fenómenos que caen en los extremos de estas categorías generalmente se establecen por alguna evidencia indirecta, como el bosón de Higgs, establecido por la detección de sus productos de descomposición. Para los taquiones, no existe evidencia natural alguna, solo modelos matemáticos que a veces funcionan dentro de otros modelos matemáticos.

Tachyon es solo un término general para alguna partícula hipotética que viaja más rápido que la velocidad de la luz. Según la teoría de la relatividad especial, esa partícula debe tener una masa imaginaria. Tampoco puede disminuir la velocidad, pero en realidad pierde energía para acelerar. El taquión vive en un extraño mundo al revés.

¿Es esto realmente una predicción de la relatividad especial?

En general, la relatividad especial no está en el negocio de predecir partículas. Eso se deja a las teorías cuánticas.

La relatividad especial describe el comportamiento observado.

La relatividad especial es en realidad una teoría sobre la simetría del espacio y el tiempo. Esa simetría tiene consecuencias para los efectos que observamos. Probablemente la consecuencia más conocida es el famoso principio de equivalencia masa-energía.

Una de las consecuencias fundamentales de la relatividad especial es que no puede sostener las nociones de causalidad y simultaneidad. En particular, se descubrió que la relatividad especial es incompatible con la noción de simultaneidad. Sin embargo, la causalidad era fundamental para la teoría. Este es el principio de localidad, que requiere una influencia causal extendida a una velocidad invariable.

Ningún experimento ha demostrado una violación de la causalidad, lo que a su vez significa que no se ha observado que la influencia viaje más rápido que la velocidad de la luz.

Un taquión, como una partícula con masa imaginaria, violaría la causalidad si pudiera detectarse. Sin embargo, eso es poner el carro delante del caballo.

La relatividad especial es una teoría basada en dos axiomas. Las consecuencias matemáticas de los dos axiomas son la maquinaria de la teoría. Ponemos números y la teoría avanza y genera otro número, que interpretamos. Sin embargo, la maquinaria matemática no es la realidad. Es solo un modelo que utilizamos. Así, toda la maquinaria de la lógica matemática no necesita aplicarse a la realidad. Por ejemplo, solo porque hayamos desarrollado las matemáticas del análisis complejo, no significa que las soluciones complejas o imaginarias sean relevantes o válidas en todos los casos. Lo que significa una solución imaginaria es que necesitaríamos extender nuestra teoría más allá de los números reales al plano complejo. ¿Seguramente debe haber alguna motivación para dar ese salto?

La extensión de la teoría de la relatividad especial al plano complejo, así como las posibles violaciones de la causalidad, son dos razones por las cuales los taquiones son realmente solo un concepto. (Debo señalar que los números complejos se usan en relatividad especial, específicamente para describir la métrica del espacio-tiempo, por lo que la discusión sobre los números complejos no es necesariamente tan fuerte como el requisito de causalidad. Sin embargo, no todas las soluciones matemáticas necesitan ser soluciones físicas).

A continuación, debemos observar la propagación superluminal en la literatura científica. El trabajo de Steinberg, Kwiat y Chaio sobre la tunelización superluminal destaca los aspectos más curiosos de la mecánica cuántica. Estos documentos se publican con títulos provocativos diseñados para interesar tanto a editores como a lectores. Sin embargo, los autores son muy cuidadosos al señalar que ninguno de sus experimentos viola la causalidad. Los detalles de por qué este es el caso están profundamente enraizados en exámenes muy cuidadosos de la teoría cuántica.

Tomemos, por ejemplo, el caso del tiempo de túnel superluminal reportado para fotones individuales. Este es un experimento muy hermoso que se llevó a cabo cuidadosamente utilizando una fuente de fotones enredados para proporcionar una manera de detectar eficientemente fotones individuales. Se informó un resultado muy claro y estadísticamente significativo. Además, no se observaron cambios en la forma del paquete de ondas de fotones, aparte de un cambio correspondiente a un túnel más rápido que la luz.

Da la casualidad de que el resultado del túnel más rápido que la luz aún era consistente con la localidad de Einstein. Esto parece paradójico! Sin embargo, el diablo está en los detalles.

El experimento de túnel de fotones individuales es el de una medición débil post selectiva (eso es jerga). Eso significa que la mayoría de los fotones no se detectan, pero los que son detectados antes. Esto es posible porque el momento real de la llegada del fotón no es infinitamente estrecho. El paquete de ondas de fotones permite un rango de tiempos de detección y el experimento simplemente puede seleccionar / detectar la pequeña fracción que llega antes. El resultado de esto es que no es posible utilizar este efecto de túnel para transmitir señales más rápido que la velocidad de la luz.

Lo que ilustran este tipo de experimentos es que los científicos investigan continuamente los límites de sus teorías y su comprensión. Después de todo, ese es su trabajo. A veces, intentan exagerar su resultado usando un lenguaje sugerente y atractivo. De hecho, esto se está volviendo más común y puede generar confusión entre la población general sobre lo que realmente se logró. El problema común es que, si bien el diablo está en los detalles, la mayoría de las personas no están interesadas en los detalles y simplemente absorben el bombo publicitario. Los científicos tienden a usar un lenguaje evocador para exagerar la importancia de su investigación para otros científicos, que generalmente leerán los detalles. Son los comunicadores científicos los que deben tener más cuidado en cómo transmiten la investigación a un público más amplio.

La esencia de esto es que el trabajo sobre propagación superluminal no tiene nada que ver con los “taquiones”. Incluso el trabajo que usa términos como “taquión” no son traquiones, sino materiales que exhiben propiedades que pueden mostrar que tienen una masa imaginaria “efectiva”. Sin embargo, todos estos materiales son compatibles con la causalidad se describen en la teoría especial de la relatividad.

Toda esta charla sobre taquiones puede sonar confusa, pero eso es porque el diablo está en los detalles …

Si alguna vez se descubren taquiones reales, realmente lo sabrías …

Un taquión es cualquier partícula hipotética que puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. El concepto es una invención de OMP Bilaniuk, VK Deshpande y ECG Sudarshan en 1962.

La mayoría de los científicos piensan que los taquiones no existen. La teoría de la relatividad especial de Einstein dice que nada puede acelerar más rápido que la velocidad de la luz, la teoría es que estas partículas estarían viajando constantemente más rápido que la velocidad de la luz. Si existiera un taquión, tendría un número imaginario como su masa.

Los taquiones, partículas hipotéticas subatómicas que viajan más rápido que la luz, una vez atrajeron mucha publicidad, pero hoy no escuchamos mucha discusión sobre ellas. Hace más de un siglo, Albert Einstein anticipó cosas extrañas que suceden en una nave espacial que viaja a velocidades cercanas a la de la luz (aproximadamente 300 000 km / s) y cosas imposibles que suceden cuando viaja a la velocidad de la luz. No es necesario aquí y ahora analizar por qué debería ser así, pero estas predicciones son suficientes para convencer a personas mucho más inteligentes que yo de que la velocidad de la luz es un límite de velocidad fijo y fundamental en el Universo y que ningún objeto material puede alcanzar o exceder esta velocidad crucial.
Sin embargo, algunos físicos teóricos han salido a caminar por el lado salvaje al especular sobre la posible existencia de partículas que siempre viajan más rápido que la luz, evitando las complicaciones de la aceleración más allá del límite de velocidad cósmica. El físico Gerald Feinberg incluso les dio un nombre, taquiones (del griego takhus, que significa “rápido”, y el inglés ” -on ” que significa “partícula elemental” (sí, realmente)). Hay una historia de la física de partículas que predice la existencia de partículas teóricas necesarias para llenar los vacíos en nuestro conocimiento que luego se descubren como reales, siendo los neutrones el ejemplo clásico. Si existieran, los taquiones serían cosas realmente extrañas, por ejemplo, serían siempre se mueve más rápido que la luz, caer a menos de 300 000 km / s sería tan imposible para ellos como exceder esta velocidad para nosotros. Más extraño aún, su masa sería imaginaria. “Imaginary” se usa en su sentido matemático, lo que significa un múltiplo del cuadrado de -1, lo que sea que eso signifique en el mundo real. ¡No solo eso, agregar energía cinética a un taquión lo haría más lento, sino que tomaría una energía infinita para reducir su velocidad a la velocidad de la luz! Por el contrario, una energía de desprendimiento de taquiones se aceleraría continuamente. Esto lleva a un argumento sutil contra los taquiones existentes.

Los taquiones no están prohibidos por la teoría de la relatividad. Lo que está prohibido es un proceso que acelere una partícula normal a la velocidad de la luz o más allá, o desacelere un taquión a la velocidad de la luz o menos.

Sin embargo, hay muchas buenas razones para no creer que existen taquiones, entre ellos el hecho de que nunca detectamos ninguno.

Si los taquiones existieran e interactuaran con la materia normal, podrían usarse para una señalización más rápida que la luz. Pero lo que es más rápido que la luz para un observador es retroceder en el tiempo para otro observador. Y mediante una disposición adecuada de dispositivos de señalización taquiónica en movimiento, puede enviar una señal a su propio camino, violando el principio de causalidad.

Los taquiones también liberan energía a medida que aceleran hasta el infinito. Estas son malas noticias, porque significa que un universo en el que los taquiones están presentes es inestable. La energía siempre se podría extraer del campo taquiónico, lo que significaría que el espacio y el tiempo normales se descompondrían rápidamente en … bueno, si tenemos suerte, ¿quizás en un espacio-tiempo en el que todos los taquiones se hayan ido? Hmmm, parece que ya estamos viviendo en uno de esos universos.

De todos modos, es difícil especular más porque, al igual que las partículas más lentas que la luz, los taquiones pueden presentarse de muchas formas. Sin saber cómo interactúan con las partículas normales y entre sí, es realmente difícil saber cómo se comportarían. Pero esos dos puntos que mencioné, el tema de las violaciones de estabilidad y causalidad, son razones suficientemente fuertes para creer que nuestro universo probablemente no tenga taquiones.

Tachyons según lo predicho por George Sudarshan como la clase de partículas que pueden existir por encima de la velocidad de la luz, que tienen una velocidad infinita a una velocidad infinita y que necesitan gastar energía para reducir la velocidad (que necesitan energía infinita para reducir la velocidad de la luz, nunca cruzando el límite para tener una velocidad menor), solía llamarse ‘buenos juguetes (un físico ruso que acuña la palabra)’, ya que habría paradojas si se supone que existen:

(i) La causalidad se violaría, lo que significa que este universo no habría existido de la manera en que lo vemos (y si el universo puede existir con la causalidad violada, nunca podremos imaginar la forma y la dinámica de ese universo),

(ii) Un taquión (si existiera) habría tenido energía negativa, lo que significa que cualquier partícula normal como electrón, protón, neutrón, etc. que interactúe con un taquión habría creado un taquión sin violar la ley de conservación de la energía.

[por ejemplo, vea el problema 5.23, James Hartle, ‘Gravity an Introduction to Einstein’s General Relativity (Pearson Education – Edición india disponible)’].

Una vez más, ‘ Relatividad especial y cómo funciona por M Fayn Gold (Wiley-Ch)’ de M Fayngold parece tener algo al tono de tener una teoría modificada que permite su existencia bajo una situación física especial, sin contradecir con nada visto.

Todavía tengo que leerlo (perdón por mi pereza).

Los taquiones nunca se detectan experimentalmente hasta ahora.

Los taquiones son partículas hipotéticas que se mueven más rápido que la velocidad de la luz o, dicho de otro modo, son partículas que tienen una masa cuadrada negativa, es decir, una masa imaginaria . Esto ciertamente parece extraño ya que la existencia de tales partículas violaría la causalidad en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones de la Relatividad Especial. Como tienen una masa imaginaria, tienen algunas características extrañas que cuando ganan energía, se ralentizan. La velocidad más lenta posible es la velocidad de la luz. También se caracterizan por la longitud imaginaria adecuada y la vida imaginaria adecuada .

Aunque los taquiones aún no se habían detectado experimentalmente, sin embargo, este es un artefacto teórico que surge naturalmente en la teoría de cuerdas bosónicas donde existe como el estado fundamental de las excitaciones de cuerdas con energía negativa. El marco teórico que exige la existencia de taquiones en la teoría de cuerdas bosónicas de hecho apunta hacia una inestabilidad inherente en la teoría. Más tarde también se dio cuenta de que la excitación taquiónica no viaja de hecho más rápido que la luz y, en cambio, representa una inestabilidad llamada condensación de taquiones, de modo que la solución taquiónica se descompone espontáneamente en una solución estable que no involucra taquiones. El siguiente potencial de sombrero mexicano ilustra claramente la idea de la condensación de taquiones:

Los máximos locales corresponden a una inestabilidad debido a la existencia de un taquión que decae a los estados estables espontáneamente donde no existen taquiones.

En el contexto de la teoría de cuerdas bosónicas, la Conjetura de Sen propuesta por Ashoke Sen juega un papel vital. En la década de 1990, se dio cuenta de que, dado que la cuerda abierta se propaga con sus puntos finales en el espacio que llena la membrana D25, esta inestabilidad debe ser la inestabilidad de la membrana D25 con respecto a la aniquilación completa de la membrana D25 que quiere descomponerse un ” verdadero vacío de cuerda bosónica “, generalmente llamado vacío de taquiones. El proceso da como resultado una liberación de energía proporcional a la tensión de la D-brana afectada. Sen conjeturó que la diferencia entre la energía potencial en los máximos locales y el estado estable coincidía con la tensión de la membrana D25. Varias pruebas formales habían confirmado esta conjetura en la teoría del campo abierto de cuerdas.

La figura contigua de las trayectorias de Regge muestra el taquión como un estado fundamental con una masa imaginaria en la teoría de cuerdas bosónicas.

Aunque discutí casi el contexto de la teoría de cuerdas bosónicas, los taquiones también aparecen en otras teorías, siendo la más notable el Bosón de Higgs del Modelo Estándar. Por el momento, es solo un marco teórico y podría ser posible que los taquiones realmente existan pero aún no se hayan detectado.

Los taquiones son tan reales como imaginarios. Son uno si esas cosas en física que son posibilidad matemática, pero no tenemos la tecnología para verificar si son una realidad física o no.
Los taquiones son partículas que viajan más rápido que la luz. ¿Porque y como? Bueno, para empezar, su masa es un número imaginario. Eso significa que en el factor de Lorentz, γ, y consecuentemente en las ecuaciones de Relatividad Especial, esto contribuye a la energía negativa, lo que implica que la velocidad tiene que ser mayor que la velocidad de la luz.
Ahora, los detectores habituales no pueden detectar los taquiones: tienen una masa imaginaria, por lo que no se pueden detectar realmente. En realidad, necesitamos taquiones solo para llenar algunos baches en nuestra física de partículas.
Los taquiones tienen algunas propiedades muy, muy peculiares.

  • Primero, viajarán más rápido que la luz, pase lo que pase.
  • En segundo lugar, cuando se les suministra energía, su velocidad en realidad disminuye, en lugar de aumentar .
  • Tercero, y esto es en realidad viceversa, cuando su energía se reduce, en realidad se aceleran . Eso se debe a su masa imaginaria.
  • Cuarto, no importa cuán alta sea la energía suministrada, nunca romperán la velocidad de la barrera de luz, es decir, nunca podrán alcanzar esa marca mágica de 299,792,458 m / s.

Entonces, eso es lo básico de los taquiones, cualquier consulta es bienvenida en la sección de comentarios. Gracias por el A2A sin embargo. 🙂

Comencemos diciendo que nadie ha visto un taquión: no existen en un universo que tenga sentido en comparación con sí mismo. Como se trata de una pregunta del décimo grado, entraré en detalles.

En la teoría de la relatividad de Einstein, la “masa” de un objeto aumenta a medida que avanza, volviéndose infinita a la velocidad de la luz, por lo que requiere una cantidad infinita de energía (recuerde que E = mc ^ 2 significa que la energía y la masa son lo mismo) para alcanzar la velocidad de la luz. Es por eso que la relatividad especial dice que no podemos ir más rápido que la velocidad de la luz. Entonces, de lo que hablamos en física es de la masa del objeto cuando está quieto, la “masa en reposo”. Si un objeto tiene una masa de reposo positiva, va más lenta que la velocidad de la luz; Si es como la luz con una masa de reposo cero, se mueve a la velocidad de la luz. Lo que llamamos un taquión es una partícula (una partícula fundamental, como un electrón) que tiene una masa de reposo imaginaria. Ingenuamente, poner esto en las ecuaciones de la relatividad (1) no tiene mucho sentido y (2) parece que permitiría una partícula más rápido que la luz.

Digo ingenuamente porque esta no es realmente la imagen completa. Para entender, necesitamos saber qué es una partícula fundamental. Imagina que el universo es una pelota sentada en un valle entre dos colinas. Si la pelota se golpea un poco más arriba de una colina, rueda hacia abajo y se tambalea hacia adelante y hacia atrás por un tiempo. Lo que llamamos una partícula fundamental, como un electrón, es realmente ese bamboleo. La masa de la partícula viene dada por lo empinadas que están las colinas cerca del valle. Si tenemos un taquión, esto es realmente como si la bola del universo estuviera en la cima de una colina entre dos valles: la masa aún está dada por lo empinada que es la colina, pero ahora la colina está bajando. Entonces el “bamboleo del taquión” es cuando la pelota se aleja de la cima de la colina. Pero entonces la pelota no volverá a la cima de la colina; irá a un valle, en otro lugar! Entonces, un taquión no es una partícula en el sentido habitual porque no es un pequeño bamboleo. Un taquión es realmente una inestabilidad en el universo, al igual que una pelota en la cima de una colina no es estable. Por eso digo que un universo con un taquión no “tiene sentido”.

En el modelo estándar de física de partículas, este tema en realidad es muy importante. Hay una partícula llamada partícula de Higgs que, en el universo primitivo, se mantenía en la cima de una colina por las altas temperaturas que estaban presentes en el Big Bang. A medida que bajaban las temperaturas, eventualmente la partícula de Higgs podía moverse y deslizarse cuesta abajo.
Tan pronto como pudo ver que era un taquión, se alejó de la cima de la colina y dejó de ser un taquión. Cuando eso sucedió, todo el universo cambió, dejando las cosas como están hoy. Esta partícula de Higgs es la única partícula en el modelo estándar que aún no se ha visto en experimentos, pero los científicos creen que se descubrirá dentro de unos 10 años en algunos experimentos nuevos.
Con suerte, puedes encontrar información sobre esto en revistas populares, ¡así que déjame animarte a probar! De hecho, puede haber varias partículas de Higgs diferentes: eso
¡sería un descubrimiento muy emocionante, por muchas razones! Pero describirlos es para otra pregunta …

Escribo esta respuesta de una manera completamente cualitativa y lo mejor que puedo, de una manera simple.
Me refiero a una gran parte de mi respuesta al artículo escrito por el Dr. Feinberg, publicado en 1967.
Esta es una respuesta un poco larga, pero espero que te dé una idea básica sobre los taquiones.

La relatividad especial dice claramente que es imposible acelerar cualquier partícula para acelerar más allá de la luz. Pero el concepto de taquiones proviene de un análisis detallado de esta afirmación: ” Imposible acelerar “. ¿Qué pasa si las partículas ya tienen una velocidad superior a c ?
Asumamos que los taquiones están ahí afuera. Estoy escribiendo una breve descripción de sus propiedades, a continuación.

  1. Tienen masa de descanso imaginaria
    Es físicamente irrelevante pensar en la masa imaginaria. Pero los taquiones no llegarán a un estado de reposo. Su velocidad no irá por debajo de c . Entonces, incluso si pensamos que su masa en reposo es real, no tiene ningún sentido. Aquí la masa se considera como una característica de la partícula que la normal a la que nos referimos.
  2. Los taquiones necesitan energía para desacelerar
    Para las partículas ordinarias (cada partícula con la que estamos familiarizados), se necesita energía infinita para acelerar a la velocidad de la luz. Para los taquiones, se necesita energía infinita para desacelerar a la velocidad de la luz. ¡Interesante! ¿Derecha? . Cuando un taquión pierde energía, su velocidad aumenta. Además, es posible tener una velocidad infinita para los taquiones, pero en ese estado, tendrán energía cero.
  3. Son creado con velocidad superluminal
    Entonces, ¿cómo obtienen una velocidad de v> c ? La teoría clásica dice que los taquiones se crean en pares con una velocidad superior a c.
  4. El problema de la energía negativa (solo lea las siguientes dos oraciones, incluso si no las comprende. Están simplificadas en el siguiente párrafo)
    Los taquiones tienen un impulso similar a un espacio espacial y, por lo tanto, las transformaciones les permiten tener energía negativa en un sistema de referencia. Esto se resuelve mediante un concepto de ordenamiento del tiempo , pero a un precio de causalidad.

    Permítanme explicar las declaraciones anteriores. Suponga que es un observador estacionario (en relación con la Tierra) y ve un taquión que viaja en Nueva York a las 7 a.m. y en Los Ángeles a las 10 a.m. Entonces, para ti, el Tachyon apareció primero en Nueva York . Mientras tanto, viajo hacia los polos (Antártico tal vez 😛). Si mi velocidad está por encima de cierto valor (menor que c solamente), veré que el Tachyon apareció primero en Los Ángeles en algún momento, digamos las 8 a.m., y luego viaja a Nueva York y aparece más tarde, a las 9 a.m. o 11 a.m.

    Esto se puede ver de otra manera como;
    Puede ver que el taquión absorbió algo de energía en Nueva York y luego emitió algo de energía en Los Ángeles. Pero vería que primero emitió energía en Los Ángeles y luego absorbió en Nueva York. Entonces observo que el taquión emite energía positiva (o absorbe energía negativa) en LA y absorbe energía positiva (o energía negativa emitida) en Nueva York. Esto resolvió el problema de energía negativa como cosa de convenciones de signos, pero hizo otro gran problema: la violación de la causalidad.

  5. Violación de causalidad por orden de tiempo
    La causalidad es un concepto relacionado con un evento que causa otro. El segundo evento no puede controlar su causa. Pero como en mi punto anterior, Si se puede cambiar el orden de dos eventos en el tiempo , se producirá una situación de comunicación con el pasado .
    Para mí, viajando hacia los polos, se encuentra que el taquión en Los Ángeles emite energía a las 8 a.m., antes de absorber energía en Nueva York más adelante. ¿Qué sucede si desvío el camino del taquión a México donde puede o no absorber energía de algunas fuentes?
    Este es el mismo caso con el que recibe una llamada telefónica del “futuro usted” . Esto todavía es algo que estamos tratando de resolver por completo. Pero algunas de las teorías propuestas dicen que no podemos usar un taquión para la comunicación. Es imposible saber sobre su estado exacto correctamente y también son incontrolables. Entonces, un taquión detectado puede emitir o absorber energía, no lo sabremos con certeza.

En general, los Tachyons no violarán la relatividad especial, pero pueden sacudir los conceptos de invariancia de Lorentz (o causalidad). Los taquiones no se detectan hasta ahora. Todavía son una posibilidad teórica.

Espero que esta respuesta te ayude a tener una imagen cualitativa del taquión. Avíseme si no incluí la descripción de algo importante.

Los taquiones son partículas hipotéticas que dicen que viajan más rápido que la luz. Dado que estas partículas no se rigen por las leyes de la física, los científicos consideran que estas partículas son imaginarias.

No. Los taquiones no existen en nuestra dimensión y probablemente en tiempo y espacio reales.

Si existieran, los taquiones serían cosas realmente extrañas. Por ejemplo, siempre se moverían más rápido que la luz, caer a menos de 300 000 km / s sería tan imposible para ellos como exceder esta velocidad para nosotros. Más extraño aún, su masa sería imaginaria. “Imaginary” se usa en su sentido matemático, lo que significa un múltiplo de la raíz cuadrada de -1, lo que sea que eso signifique en el mundo real. ¡No solo eso, agregar energía cinética a un taquión lo haría más lento, sino que tomaría una energía infinita para reducir su velocidad a la velocidad de la luz! Por el contrario, una energía de desprendimiento de taquiones se aceleraría continuamente. Esto lleva a un argumento sutil contra los taquiones existentes.

Los neutrinos pueden ser taquiones:

Encontrar partículas más rápidas que la luz al pesarlas

“Varias décadas después de que los taquiones se propusieron por primera vez, y después de muchas búsquedas infructuosas de ellos, tres teóricos Chodos, Hauser y Kostelecky sugirieron en 1985 que podrían estar escondidos a simple vista, específicamente que los neutrinos son taquiones. Esta idea los llevó a proponer que los protones deberían desintegrarse beta cuando viajan a una velocidad suficientemente alta hacia nosotros. Normalmente, este proceso está prohibido porque no podría conservar energía, pero eso cambia si los neutrinos son taquiones, la energía puede ser negativa en ciertos marcos de referencia, en efecto, los taquiones de energía negativa viajan La propuesta de Chodos-Hauser-Kostelecky es lo que llevó a Ehrlich a emprender la caza en 1999 cuando reclamó el apoyo a los neutrinos como taquiones basados ​​en varios estudios de rayos cósmicos. Sin embargo, su nuevo resultado se basa en datos de otros cuatro áreas además de los rayos cósmicos, y por lo tanto es más robusto “.

Un taquión es una partícula teórica que viaja más rápido que la luz. No se ha demostrado que los taquiones existan, ni se teoriza. Actualmente tampoco hay forma de hacerlo experimentalmente.

Sin embargo, como experimento mental, han demostrado ser útiles. La relatividad especial dicta que deben tener una masa negativa y permitiría que la información viaje hacia atrás en el tiempo.

Según la teoría ITMUMUSTME, sí, salen.

ITMUMUSTME = En el universo múltiple deben existir cosas inventadas

De lo contrario, diría que no. Es una rareza matemática que sería agradable existir, pero no hemos descubierto evidencia de taquiones existentes, ni espero que existan. El universo parece exigir que todo lo que observamos debe tener una masa real.

No lo sabemos

El argumento para su existencia es principalmente “No son inconsistentes con la Relatividad General” y los argumentos en contra de ellos generalmente son “Nunca hemos visto algo así”.

Estrictamente hablando tampoco es un buen argumento. Puede evocar muchas cosas que no están en desacuerdo con alguna ley de la física, pero eso no significa que existan. Del mismo modo, cuando se buscan cosas nuevas, el argumento “No hemos visto algo así antes” también es algo irónico.

La naturaleza de un taquión haría muy difícil encontrarlos. Como las partículas normales, no pueden alcanzar ni cruzar la velocidad de la luz. De hecho, si recuerdo correctamente, un taquión tendría menos energía, cuanto más rápido vaya.

La única forma de encontrar taquiones (o algo realmente) es hacer que interactúen con otra cosa. La mayoría de las interacciones que vemos se explican (si no todas) y eso indicaría que los taquiones no interactúan con la materia normal (o solo tipos muy específicos), o lo hacen muy raramente.

Otro problema es que no tenemos idea de cuál sería una fuente de taquiones en primer lugar. No sabemos si son eventos muy raros o si alguna vez están presentes. Cualquiera de los dos planteará problemas para demostrar que existen,

Como conclusión, diría que los Tachyons están un poco más allá de nuestro alcance en este momento. Compárelo con usted conociendo a Da Vinci / Newton / alguien famoso y explicando los agujeros negros. Tendría que explicar muchas (realmente muchas) matemáticas y física que probablemente no entenderían (pasarían varios años antes de que fueran lo suficientemente buenas como para confiar realmente en ellas) y al final, cuando preguntaste si creían que existían los agujeros negros, solo podían decir “Bueno, no están en desacuerdo con todo lo que sabemos, pero nunca los hemos visto antes”.

En este momento tenemos una idea aproximada de lo que sería Tachyons (al igual que Da Vinci y Newton no tendrían problemas para comprender el concepto de un agujero negro clásico), pero la mayor parte del comportamiento se extrapola de datos / teorías que solo funcionan para velocidades menores que c (así como, para ellos, la relatividad general sería una teoría extrapolada de una idea no comprobable) y simplemente carecen del conocimiento de la física para crear un mecanismo que realmente la pruebe.

Lo que respondió Viktor.

Agregaré que además de los taquiones en el sentido tradicional, hay varias interpretaciones de la mecánica cuántica que interpretan las partículas como antipartículas que viajan en el tiempo (o viceversa). Feynman popularizó esta vista en sus famosos diagramas como una forma intuitiva de comprender lo que sucede en algunas interacciones. Sin embargo, tenga en cuenta que esto no significa que las antipartículas viajen a una velocidad superluminal y, por lo tanto, en el tiempo, produzcamos antipartículas de forma rutinaria y esta no es nuestra interpretación principal para ellas, sino que ambas interpretaciones son matemáticamente y físicamente equivalentes e indistinguibles.

Feynman realmente obtuvo esta idea de John Wheeler, quien más radicalmente había propuesto su “teoría de un electrón” en la que cada electrón observado en el universo es en realidad la firma de un solo electrón que ha viajado hacia el futuro y hacia atrás en el tiempo como un positrón y de vuelta al futuro como un electrón y así sucesivamente, una miríada de veces. Como dijo Wheeler, “todos los electrones se ven iguales porque en realidad son el mismo electrón”.

Finalmente, existe la Interpretación transaccional de la mecánica cuántica que considera que un evento cuántico como la emisión de una partícula solo ocurre porque su receptor eventual en el futuro ha emitido una “onda avanzada” que viaja en el tiempo hacia el emisor, y ambos retrasados ​​( hacia el futuro) y las ondas avanzadas (hacia el pasado) “apretón de manos” entre sí. En esta teoría, una partícula no puede ser emitida a menos que “ya” haya recibido una confirmación de su absorción en el futuro. Si bien esta interpretación evita claramente varios de los problemas en otras interpretaciones, nunca recibió mucho apoyo. Una vez más, tenga en cuenta que estas ondas avanzadas no son formalmente las mismas que los taquiones en el sentido tradicional, pero se puede decir que están relacionadas conceptualmente.

La partícula taquiónica es una partícula hipotética que siempre se mueve con velocidad superiluminosa. La palabra proviene de una palabra griega, que significa rápido. Fue acuñado en 1967 por Gerald. La posibilidad de que las partículas se muevan más rápido que la luz fue propuesta por primera vez por OMP Bilaniuk, VK Deshpande y Sudar Shan en 1962, aunque el término que usaron para ella era “metapartícula”. La mayoría de los físicos piensan que las partículas más rápidas que la luz no pueden existir porque no son consistentes con las leyes conocidas de la física. Si tales partículas existieran, podrían usarse para construir un teléfono anti-taquiónico y enviar señales más rápido que la luz, lo que (de acuerdo con la relatividad especial) conduciría a violaciones de la causalidad. Las teorías consistentes que permiten partículas más rápidas que la luz incluyen aquellas que rompen la variación de Lorentz, la simetría que subyace a la relatividad especial, de modo que la velocidad de la luz no es una barrera ……… Todo esto estaba relacionado con la breve historia de estas partículas. . Ahora les diré algo muy interesante, yo mismo tengo una teoría que propone la importancia de las vibraciones súper luminosas. Mi teoría, a saber, la teoría combinada del campo noorismico, no solo justifica lógicamente s la presencia de “partículas de campo noorismico combinado (CNFP)” pero también explica diferentes fenómenos desconocidos en el campo de la física de partículas. Personalmente, creo que los taquiones no son reales. no se pueden confirmar experimentalmente. Por otro lado, si se hacen esfuerzos serios para CNFP’S, se pueden verificar y resolver con fines beneficiosos … gracias

Un taquión es un objeto hipotético que, a diferencia de la materia normal que se limita a estar siempre por debajo de la velocidad de la luz, siempre se limita a estar por encima de la velocidad de la luz.

Dichos objetos, para tener energía observable, deben tener una “masa imaginaria”, es decir, en lugar de tener una masa de [matemáticas] 2 [/ matemáticas] kg, tendrían una masa de [matemáticas] 2 \ sqrt {-1} = 2 i [/ math] kg.

En 1907, Albert Einstein demostró que si fuera posible enviar señales más rápido que la luz, algunos observadores inerciales podrían observar el efecto de la causa anterior.

Si disparaba a alguien con un arma taquiónica, alguien que se moviera lo suficientemente rápido observaría a la persona que muere antes de disparar .

Esto es una violación de la causalidad , algo que creemos que es una parte vital de la estructura del espacio-tiempo.


El estado actual de los taquiones es que no están prohibidos .

No hay nada hasta ahora en nuestras reglas de física que diga que los taquiones no pueden existir.

Pero tampoco hay nada en las reglas del Monopolio sobre la creación de un régimen comunista donde todas las propiedades se compartan por igual.

El hecho de que no esté prohibido no significa que exista .

Debido a que se les exigiría tener una masa imaginaria, su capacidad para violar la causalidad, así como el hecho de que nunca se han observado taquiones en la naturaleza , la mayoría de los físicos los consideran objetos no físicos.

Existe cierto debate sobre si estarán activamente prohibidos en una teoría futura, o si permanecerán para siempre como algo que no está prohibido, pero que simplemente no existe.


Por supuesto, esto no ha impedido que las personas intenten buscar taquiones; sería una tontería por nuestra parte no hacerlo, ya que proporcionarían información sobre un área completamente nueva de la física.

Sin embargo, aparte de la falsa alarma de neutrinos en 2011, nunca se ha observado que ningún objeto tenga movimiento superluminal.

El estado actual de los taquiones es que son construcciones matemáticas válidas que no violan ninguna ley en particular, pero a) son extremadamente desagradables porque rompen nuestro concepto de causalidad yb) no se encuentran en ninguna parte.

Si no fuera por su prominencia en la ciencia ficción, seguirían siendo curiosidades teóricas que nadie se tomó particularmente en serio.

Los taquiones no son partículas físicas, ya que tienen una velocidad más rápida que la velocidad de la luz, lo que viola la teoría de la relatividad.

Tales partículas tienen un impulso de espacio similar a cuatro. Tienen el tiempo apropiado.

No hay nada como la masa imaginaria. Sí, se espera que posean una masa de descanso imaginaria, pero aún así no se consideran partículas físicas.