O UNIVERSO DOS TÁQUIONS - parte 1

Introdução

 Os Táquions têm sido alvo de muita especulação dentro do campo da física de partículas, pelas múltiplas possibilidades que eles nos traríam de forma a romper os limites de velocidade do universo e assim podermos mesmo fazer viagens espaciais e enviar sinais a limites superiores à velocidade da luz, tal como ocorre em "Star Treck".

Todavia, há muita pseudociência em torno da possibilidade de sua existência, como: empresas dando o nome "tachyon" a seus produtos, mistificação da física quântica em torno de tratamentos holísticos e esoterismo.

Assim, recomendamos cuidado nas leituras.

Nesta série falaremos sobre esses estranhos e suas generalidades como o que são táquions, o campo taquiônico, condensação de táquions e sua influência no universo.

O termo táquion foi cunhado por Gerald Feinberg em 1967 no artigo "Possibility of Faster-Than-Light Particles" que tratou de campos quânticos com massa imaginária.

 Feinberg acretitava que tais campos permitiriam velocidades superluminais. Porém, mais tarde percebeu-se que seu modelo não permitia tais velocidades, em vez disso, uma massa imaginária representava uma instabilidade, conforme o processo denominado "condensação de táquions" (Aharonov, Y.; Komar, A.; Susskind, L. (1969). "Superluminal Behavior, Causality, and Instability". Phys. Rev. - American Physical Society - 182 ({5},): 1400–1403).

As velocidades superluminais (FTL), para comunicações e para viagen,s se referem à propagação de informações ou de matéria, mais rápido que a velocidade da luz.

Segundo a teoria da relatividade especial, uma partícula (que tem massa de repouso) com velocidade subluminal precisa de energia infinita para acelerar até a velocidade da luz, embora a relatividade especial não impessa a existência de partículas que viajam mais rápido do que a luz como os táquions.

 

Na explicação de Lisa Randall (Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions, p. 286):

 

"As pessoas inicialmente pensam em táquions como sendo partículas que viajam mais rápido do que a velocidade da luz ... Mas agora sabemos que um táquion indica uma instabilidade em teorias que o contenham Infelizmente para os fãs de ficção científica, táquions não são partículas físicas reais que aparecer na natureza ".

Alguns físicos teóricos afirmam que os neutrinos possuem uma natureza taquiônica (aqui, aqui e aqui), enquanto outros contestam esta possibilidade (Hughes, R. J.; and Stephenson, G. J., Jr.; Against tachyonic neutrinos, Physics Letters B 244, 95-100; 1990).

 

 

OS TÁQUIONS

Brian Greene (O universo elegante, p.204 – 205. Companhia das Letras) explica que os táquions têm sua origem na teoria das cordas, surgida dos trabalhos de Veneziano. Esta teoria acreditou-se ser aquela que conciliaria a teoria quântica com a gravitacional. Ela surgiu em 1968, com o intuito de descrever as partículas de interação forte, como os hádrons, sem incorporar a supersimetria.

De início chamava-se teoria das cordas bosônicas, ou seja, todos os seus padrões vibratórios possuem spin inteiro, não havendo portanto, os padrões fermiônicos (aqueles com spins diferentes de números inteiros por meia unidade).

Isso levou a dois problemas:

1 - Se a teoria das cordas visa a descrever todas as forças e toda a matéria, ela teria de incorporar, de algum modo, os padrões vibratórios fermiônicos, uma vez que todas as partívulas de matéria conhecidas possuem spin 1/2.

2 - A teoria das cordas bosônicas ainda previu um problema extremamente complicado, que se tratava de um padrão vibratório cuja massa ao quadrado era negativa, o que se denominou como táquion.

 Como será abordado mais adiante, muitos físicos já vinham estudando a possibilidade das partículas táquions, além das partículas usuais aquelas com massa positiva. Porém, seus esforços mostraram muitas dificuldades, se não a impossibilidade, de que uma teoria como esta tivesse sensatez lógica.

Mesmo na teoria das cordas bosônicas, os físicos tentaram todo o tipo de manobra para explicar razoavelmente o padrão dos táquions, porém sem qualquer sucesso. Ou seja, a teoria das cordas bosônicas não foi bem sucedida.

 Não só pelo problema dos hádrons serem formados por quarks unidos entre si pela força forte, ou por existirem muito mais férmions (neutrinos, elétrons, quarks). Todavia, a teoria das cordas sobreviveu não como uma teoria dos hádrons, mas como uma teoria da gravidade, mais especificamente, da gravidade quântica.

O principal problema da versão original da teoria das cordas é que ela continha os táquions, os quais representam uma instabilidade numa teoria, conforme explicado por Lisa Randall. Assim, caso sua teoria apresente táquions, ela estará sendo analisada de forma incorreta. Um sistema que contenha táquions pode e se transformará em um sistema com baixa energia, no qual o táquion estará ausente.

Dessa forma, um sistema que contenha táquions não durará o suficiente para que cause qualquer efeito físico; trata-se apenas de uma característica de incorreção ao descrever uma teoria. há que se encontrar uma via teórica relacionada a configurações estáveis, ausentes de táquions, antes de se identificar partículas físicas reais e forças. A menos que esta teoria contenha tal configuração, ela será incompleta.

Assim, a teoria das cordas com os táquions não faz sentido, embora não se saiba como formular esta teoria de forma a eliminá-los. Isso quer dizer que as predições da teoria das cordas acerca de outras partículas, ainda que além dos táquions não é confiável.

 Ramond, Neveu e Schwarz descobriram uma versão alternativa das cordas supersimétricas: a teoria das supercordas, a qual contém partículas de spin 1/2, o que lhe confere potencial para descrever o Modelo Padrão dos férmions (elétrons e diferentes tipos de quarks). Nesta teoria os padrões bosônicos e fermiônicos surgem aos pares; para cada padrão bosônico há um padrão fermiônico, o que reflete seu caráter altamente simétrico.

Esta teoria não contém o padrão vibratório dos táquions, o que causou sérios problemas a sua primeira versão, a teoria das cordas. A teoria das supercordas, que parece mais promissora que a teoria das cordas, em todos os casos, por não possuir a instabilidade dos táquions, não está com seu progresso ameaçado.

Por enquanto, a teoria das cordas é a única maneira de alcançarmos a unificação da mecânica quântica com a relatividade geral. É em sua versão de teoria das supercordas (teoria das cordas com a supersimetria) que tornou possível o caminho para a formulação de uma teoria quântica da gravidade e a unificação de todas as forças e da matéria.