Teoria das Cordas e Tachyons

Um problema maior do que partículas sem massa para a teoria das cordas na década de 1970 foi o tachyon, uma partícula prevista pela teoria das cordas bosônico que viaja mais rápido que a velocidade da luz. Sob uma teoria das cordas bosônico consistente, as fórmulas matemáticas exigiu que existem tachyons, mas a presença de tachyons numa teoria representa uma instabilidade fundamental na teoria.

Soluções que contêm tachyons sempre decair em outra, solução de energia menor - possivelmente em um ciclo interminável. Por esta razão, os físicos não acreditam que tachyons realmente existe, mesmo que uma teoria, inicialmente, parece que contém tais partículas.

Estritamente falando, a teoria da relatividade de Einstein não uma proibição absoluta de um objeto de viajar mais rápido que a velocidade da luz. O que ele diz é que isso exigiria uma quantidade infinita de energia para que um objeto acelerar para a velocidade da luz.

Portanto, num certo sentido, a Táquion ainda seria consistente com a relatividade, porque iria sempre estar se movendo mais rápido do que a velocidade da luz (e não sempre tem que acelerar para que a velocidade).

Matematicamente, ao calcular massa e energia usando a relatividade de um tachyon, ele conteria os números imaginários. (A número imaginário é a raiz quadrada de um número negativo).

Este foi exatamente como equações da teoria de cordas previu o tachyon: Eles foram consistentes somente se as partículas com massa imaginária existiu. Mas o que é massa imaginária? O que é uma energia imaginário? Estes impossibilidades físicas dão origem aos problemas com tachyons.

A presença de tachyons não é de forma única para a teoria das cordas bosônico. Por exemplo, o modelo padrão contém um certo vácuo no qual o bóson de Higgs é realmente um tipo de tachyon também. Neste caso, a teoria não é inconsistent- significa apenas que a solução que foi aplicada não era uma solução estável.

É como tentar colocar uma bola no topo de uma colina - qualquer movimento ligeiro fará com que a bola rolar em um vale nas proximidades. Da mesma forma, esta solução tachyon decai em uma solução estável sem os tachyons.

Infelizmente, no caso da teoria das cordas bosônico, não havia nenhuma maneira clara para descobrir o que aconteceu durante o decaimento, ou mesmo se a solução acabou em uma solução estável depois de decair em um estado de energia mais baixo.

Com todos esses problemas, os físicos não ver estas tachyons como partículas reais que existem, mas sim como artefatos matemáticos que caem da teoria como um sinal de certos tipos de instabilidades inerentes. Qualquer solução que contém tachyons rapidamente decai devido a estas instabilidades.

Alguns físicos (e autores de ficção científica) têm explorado noções de como tratar tachyons como partículas reais. Mas, por enquanto, só sei que tachyons foram uma das coisas que fez físicos decidir, no momento, de que a teoria das cordas bosônico foi um fracasso.