I fisici suggeriscono che i tachioni potrebbero essere coerenti con la teoria della relatività speciale

I tachioni sono ipotetiche particelle che si muovono a velocità superiori a quella della luce. Queste particelle più veloci della luce sono il “figlio problematico” della fisica moderna. Fino a poco tempo fa erano generalmente considerate entità che non rientravano nella teoria della relatività ristretta.

Tuttavia è solo carta pubblicato In Revisione fisica d Gli studi condotti dai fisici dell’Università di Varsavia e dell’Università di Oxford hanno dimostrato che molti di questi pregiudizi sono infondati. La teoria non solo esclude l’esistenza dei tachioni, ma ci permette di comprendere meglio la loro struttura causale.

Il movimento a velocità superiori a quella della luce è una delle questioni più controverse della fisica. Le ipotetiche particelle che possono muoversi a velocità superiori a quella della luce, chiamate tachioni (dal greco tachýs – veloce, veloce), sono il “bambino spaventoso” della fisica moderna. Fino a poco tempo fa, erano ampiamente considerate creazioni che non rientravano nella teoria della relatività ristretta.

Finora si sapeva che ci sono almeno tre ragioni per cui i tachioni non esistono nella teoria quantistica. La prima ragione: lo stato fondamentale del campo tachionico avrebbe dovuto essere instabile, il che significava che particelle più veloci della luce avrebbero formato “valanghe”. Motivo 2: Un cambiamento nell’osservatore inerziale avrebbe dovuto portare a un cambiamento nel numero di particelle osservate nel suo sistema di riferimento, eppure la presenza di sette particelle, ad esempio, non può dipendere da chi le guarda. La terza ragione: l’energia delle particelle più veloci della luce può assumere valori negativi.

Intanto un gruppo di autori hanno segnalato: Jerzy Bakzos, che sta proseguendo gli studi per il dottorato presso l’Università di Stoccolma, Kasper Debski, che sta terminando gli studi per il dottorato presso la Facoltà di Fisica, e Simon Cedroski, studente dell’ultimo anno in fisica (studi in inglese), e altri quattro ricercatori esperti: Simon Szarzyński, Krzysztof Torzyński e Andrzej Dragan (tutti della Facoltà di fisica dell’Università di Varsavia) e Artur Eckert dell’Università di Oxford, hanno suggerito che le difficoltà che i tachioni hanno incontrati finora avevano una causa comune. Si scopre che le “condizioni al contorno” che determinano il corso dei processi fisici includono non solo lo stato iniziale, ma anche lo stato finale del sistema.

Mescolando passato e futuro

In termini semplici: per calcolare la probabilità di un processo quantistico che coinvolga i tachioni, è necessario conoscere non solo il suo stato iniziale passato, ma anche il suo stato finale futuro. Una volta incorporato questo fatto nella teoria, tutte le difficoltà sopra menzionate scomparvero completamente e la teoria dei tachioni divenne matematicamente coerente.

“È un po’ come la pubblicità online: un semplice trucco che può risolvere i tuoi problemi”, afferma Andrej Dragan, l’ispiratore principale dell’intero progetto di ricerca.

“L’idea che il futuro possa influenzare il presente piuttosto che il presente determinando il futuro non è nuova in fisica. Tuttavia, fino ad ora, questo tipo di visione è stata, nella migliore delle ipotesi, una spiegazione non convenzionale per alcuni fenomeni quantistici, e questa volta siamo costretti. a questa conclusione dalla teoria.” Per “fare spazio” ai tachioni abbiamo dovuto espandere lo spazio degli stati”, conclude Dragan.

Gli autori si aspettano anche che l’espansione delle condizioni al contorno avrà le sue conseguenze: nella teoria apparirà un nuovo tipo di entanglement quantistico, che mescolerà il passato con il futuro, che non esiste nella teoria classica delle particelle. La ricerca solleva anche la questione se i tachioni descritti in questo modo siano puramente “probabilità matematica” o se tali particelle possano essere osservate un giorno.

Secondo gli autori, i tachioni non sono solo una possibilità, ma sono infatti una componente indispensabile del processo di frattura spontanea responsabile della formazione della materia. Questa ipotesi significa che le eccitazioni del campo di Higgs, prima di rompere spontaneamente la simmetria, possono viaggiare a velocità superiori a quella della luce nel vuoto.