En física y astronomía se estudian unas partículas hipotéticas que son capaces de viajar más rápido que la velocidad de la luz. Estas partículas hipotéticas son llamadas taquiones. Aunque la teoría de la relatividad de Einstein nos dice que las partículas no pueden viajar más rápido que la velocidad de la luz, se utilizan este tipo de partículas para poder realizar diversos estudios de los cuales se obtienen grandes beneficios científicos.
En este artículo vamos a contarte todo lo que debes saber sobre los taquiones y sus características.
Qué son los taquiones
Cuando analizamos en física u gastronomía las diferentes partículas que viajan a lo largo del espacio y tiempo decimos que existe el tope de la velocidad de la luz. Quien pueda viajar a una velocidad más rápido que la luz, podrá viajar en el tiempo. Del conjunto de taquiones que son capaces de viajar a gran velocidad nace la energía taquiónica. Este tipo de energía es neutra y se mueve a una velocidad 27 veces mayor que la velocidad de la luz. Los taquiones son los componentes de este tipo de energía y se corresponde a la energía del pensamiento.
Si lo analizamos desde el punto de vista de la teoría de la relatividad especial de Einstein, el taquión es una partícula hipotética que tiene un cuadrimomento de tipo espacial. Esto implica, que sea su energía y momentos son reales, su masa en reposo sería un número imaginario. Esto hace que su cuadrimomento será negativo. Analizamos el momento del tiempo propio y vemos que experimentará un taquión que también es imaginario.
Un curioso efecto que tienen los taquiones este, a diferencia de las partículas reales, la velocidad de estas partículas van creciendo conforme su energía de crecer. La consecuencia de que esto pueda ocurrir es debida a la relatividad especial. Hipotéticamente marcamos una especie de taquión con una masa cuadrada negativa. Si nos ponemos de acuerdo con Einstein, la energía total que tenga una partícula es su masa en reposo por la velocidad de la luz al cuadrado y multiplicada por el factor del Lorentz.
Cuando se utilizan los taquiones para la materia ordinaria vemos que la energía aumenta con la velocidad y se convierte en infinita a medida que la velocidad se aproxima a la velocidad de la luz. Si la masa es imaginaria tendremos que el denominador de la fracción también debe ser imaginario para poder obtener la energía común número real. Para que el denominador sea imaginario el número de la raíz cuadrada debe ser negativo. Esto sólo ocurrirá si la velocidad hará que va la particular es mayor que la velocidad de la luz. Es aquí donde se origina el hecho de que el taquión sea una partícula que viaje a una velocidad mayor hará que lo hace la luz.
Limitaciones y teoría de campo
Hay que tener en cuenta que los taquiones están limitados por la proporción de tipo espacial de grafito que se obtiene al analizar la energía y el momento. Por tanto, esta partícula hipotética no puede ir nunca a velocidades inferiores a la de la luz. Como dato curioso, conforme la energía de esta partícula va disminuyendo, su velocidad va aumentando.
Si los taquiones existieran y pudieran interactuar con la materia ordinaria se podría incumplir el principio de causalidad. Este principio describe la relación que hay entre las causas y los efectos. Se trata de un principio fundamental para todas las ciencias naturales, especialmente en el campo de la física. La causalidad también se puede estudiar desde otras perspectivas como lo es la filosofía, la computación y la estadística.
Según la teoría de la relatividad general, se es posible construir espacio-tiempos en los cuales las partículas puedan llegar a propagarse más rápidamente que la velocidad de la luz. Esto es un espacio de tiempo relativo siempre a un observador distante.
Si nos vamos a la teoría de campo vemos que los taquiones son usualmente un campo escalar. En este caso, tiene una masa al cuadrado negativa. El hecho de que exista tal particular significa que hay una inestabilidad del vacío espacio-temporal. Esto es porque la energía del vacío tiene un máximo en vez de un mínimo. Un pequeño impulso en este espacio y tiempo podría causar una decadencia de amplitudes exponenciales que produzca una condensación de taquiones.
Los taquiones también aparecen en muchas versiones de la teoría de cuerdas. Esta teoría establece que todo lo que vemos son partículas divididas en electrones, fotones, gravitones, etc. Todas estas partículas son en realidad diversos estados vibratorios de una misma cuerda. Entonces, la masa de una particular puede ser deducida como aquella vibración que ejerce la cuerda. Los taquiones aparecen en el espectro de estados de la cuerda permisible y quiere decir que algunos estados tienen masas al cuadrado negativas. Por ello, son masas imaginarias.
¿Podrían los taquiones responder preguntas sobre universo?
Los científicos Herb Fried, de Brown University, e Yves Gabellini, de INLN-Université de Nice, consideran que los misterios del Modelo Estándar pueden ser resueltos por los taquiones. Estos científicos han llegado elaborar un modelo basado en los taquiones mientras trataban de encontrar una explicación para la energía oscura en el espacio. El modelo que crearon tuvo diversas dificultades matemáticas ya que existían números imaginarios totalmente inesperados.
Sabemos que la masa en reposo de un taquión es un número imaginario. Esto no ocurre con las partículas ordinarias. Los científicos se dieron cuenta de que al incluir pares fluctuantes de taquiones y anti taquiones se podía llegar a eliminar los números imaginarios que no ayudaban a terminar los cálculos. También podrían explicar la expansión rápida del universo en los instantes iniciales de su creación.
Estas suposiciones no se pueden negar mediante ninguna prueba experimental. Sin embargo, el modelo encaja perfectamente con todos los datos experimentales que hay en la actualidad sobre la energía oscura y la energía de la inflación que ocurrió cuando el big bang creó el universo.
Todos estos cálculos sugieren que los taquiones de alta energía serían capaces de poder reabsorber casi todos los fotones que se emiten y, por lo tanto, se vuelven invisibles.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre qué son los taquiones.