Taqui??

De Viquip??dia

Un taqui?? (del grec ??????????, takh??s, ??r??pid??) ??s una part??cula hipot??tica que es mou a velocitats superlum??niques. La primera descripci?? te??rica dels taquions s'atribueix a Arnold Sommerfeld; nogensmenys, el concepte va apar??ixer amb for??a especialment amb la teoria de cordes (concretament amb la teoria de cordes bos??nica). Als taquions se'ls atribueixen moltes propietats estranyes i precisament per aix?? s??n un tema recurrent en les obres de ci??ncia-ficci??.

En el llenguatge de la relativitat especial un taqui?? ??s una part??cula amb un quadrimoment espacial i temps propi imaginari; com un taqui?? queda confinat a la zona espacial del diagrama espai-temps, mai pot viatjar a velocitats inferiors a la de la llum.

[edita] Propietats b??siques

Si la seva energia i moment s??n reals, la seva massa en rep??s ??s imagin??ria. ??s dubt??s que una massa imagin??ria tingui algun significat f??sic. El temps propi que experimenta un taqui?? ??s tamb?? imaginari. Un curi??s efecte ??s que a difer??ncia de part??cules ordin??ries, la velocitat d'un taqui?? augmenta quan la seva energia disminueix. Aix?? ??s una conseq????ncia de la relativitat especial degut al fet que, en teoria, un taqui?? t?? massa al quadrat negativa. D'acord amb Einstein, l'energia total d'una part??cula cont?? una contribuci?? de la massa en rep??s i una de l'energia cin??tica del cos. Si m denota la massa en rep??s, llavors l'energia total ??s donada per la relaci??:

.

Per a mat??ria ordin??ria, aquesta equaci?? demostra que E augmenta amb la velocitat, tendint a l'infinit quan v (la velocitat) s'aproxima a c, la velocitat de la llum. Si m ??s imagin??ria, en canvi, el denominador de la fracci?? necessita ser imaginari per a mantenir l'energia com un nombre real. El denominador ??s imaginari si el nombre a l'arrel quadrada ??s negatiu, que solament passa si v ??s major que c.

L'exist??ncia d'auquestes part??cules implicaria problemes a la f??sica actual. Per exemple, suposant que un taqui?? tingu??s c??rreg el??ctrica, en accelerar-lo hauria d'emetre radiaci?? electromagn??tica (com qualsevol altra c??rrega accelerada); ara b??, com al disminuir la seva energia la seva velocitat augmenta, una petita acceleraci?? duria a una acceleraci?? cada vegada m??s gran. Per altra banda, si els taquions existissin i poguessin interaccionar amb la mat??ria ordin??ria, podria violar-se el principi de causalitat.

En la teoria de la relativitat general, ??s possible construir espai-temps en els quals les part??cules es propaguin m??s r??pidament que la velocitat de la llum, respecte a un observador distant. Un exemple ??s la m??trica d'Alcubierre. No obstant aix??, aquests no serien taquions en el sentit anterior, ja que no superarien la velocitat de la llum en un entorn local.

[edita] Teories de camps i de cordes

En la teoria qu??ntica de camps, un taqui?? ??s el qu??ntum d'un camp, usualment un camp escalar, que t?? una massa al quadrat negativa. L'exist??ncia de tal part??cula implica la inestabilitat del buit de l'espai-temps, perqu?? l'energia del buit t?? un m??xim en comptes d'un m??nim. Un petit impuls podria causar que el camp decaigu??s amb amplituds exponencialment creixents que al mateix temps podrien induir a una condensaci?? taqui??nica. El mecanisme de Higgs n'??s un exemple elemental, per?? ??s interessant adonar-se que una vegada que el camp taqui??nic arriba al m??nim de potencial, el seu quanta deixen de ser taquions per a convertir-se en bosons de Higgs amb massa positiva.

Els taquions es troben en moltes versions de la teoria de cordes. En general, la teoria de cordes estableix que el que veiem com part??cules ???electrons, fotons, etc.??? s??n en realitat diferents estats vibracionals d'una mateixa corda. La massa d'una part??cula pot ser dedu??da a partir de les vibracions de la corda. Els taquions apareixen freq??entment en l'espectre d'estats permesos de les cordes, de manera que alguns estats tenen masses al quadrat negatives i, per tant, masses imagin??ries.