Cos'è tachione?

Tachione

Un tachione (dal greco ταχύς tachys, che significa "veloce"), noto anche come particella tachionica o particella faster-than-light (FTL), è una particella ipotetica che si muove sempre più velocemente della luce. La maggior parte dei fisici crede che tali particelle non esistano perché violerebbero la causalità e la conservazione dell'energia. Non esiste alcuna prova sperimentale dell'esistenza dei tachioni.

Proprietà teoriche

Le caratteristiche principali di un tachione includono:

• Velocità: Viaggia sempre più velocemente della velocità della luce. Questo è in contrasto con le particelle ordinarie (bradioni), che viaggiano sempre più lentamente della luce, e i lusoni (come i fotoni), che viaggiano esattamente alla velocità della luce.
• Massa immaginaria: Nel formalismo standard della teoria della relatività, i tachioni hanno una massa a riposo immaginaria. Questo non significa che la massa sia immaginaria nel senso matematico del termine; piuttosto, è un artificio matematico che sorge quando si applicano le equazioni della relatività a oggetti che viaggiano più velocemente della luce.
• Aumento dell'energia con la decelerazione: Un'altra proprietà controintuitiva è che i tachioni perdono energia man mano che accelerano e guadagnano energia man mano che rallentano. Avvicinandosi alla velocità della luce dall'alto, un tachione rilascerebbe energia infinita.

Violazione della causalità

Il problema più grande con l'ipotetica esistenza dei tachioni è che la loro velocità superiore a quella della luce sembra implicare la violazione della causalità. Se un tachione potesse essere usato per inviare un segnale più velocemente della luce, allora, attraverso una trasformazione di Lorentz, si potrebbe trovare un sistema di riferimento in cui il segnale viene ricevuto prima di essere inviato. Questo porterebbe al paradosso della causalità ("il nonno è paradossale").

Tachioni in fisica

Nonostante le implicazioni problematiche, i tachioni sono stati considerati in diversi contesti teorici:

• Teoria delle stringhe: I tachioni appaiono in alcune versioni della teoria delle stringhe, indicando un'instabilità nel modello. Questi tachioni non si muovono attraverso lo spazio come particelle; invece, sono modi di vibrazione della stringa stessa. La loro presenza indica che lo spazio-tempo in cui la stringa si muove è instabile e può decadere in una configurazione diversa.
• Campo tachionico: In alcuni modelli teorici, il campo tachionico è un campo che ha una massa immaginaria. Questo campo è associato a un'instabilità, e la sua condensazione porta a un nuovo stato di vuoto stabile.
• Esperimenti: Nonostante la mancanza di prove, sono stati condotti esperimenti per cercare i tachioni, ma senza successo.

Conclusione

Anche se la nozione di tachioni è affascinante, è fondamentale ricordare che la loro esistenza è puramente ipotetica e rimane in conflitto con i principi fondamentali della fisica moderna. I tachioni continuano ad essere un argomento di studio teorico, principalmente per le loro potenziali implicazioni sulla causalità e sulla struttura dello spazio-tempo.