La teoría de cuerdas y los taquiones

Un problema mayor que las partículas sin masa de la teoría de cuerdas en la década de 1970 fue la taquiones, una partícula predicha por la teoría de cuerdas bosónico que viaja más rápido que la velocidad de la luz. En virtud de una teoría de cuerdas bosónico consistente, las fórmulas matemáticas exigieron que existen los taquiones, pero la presencia de taquiones en una teoría representa una inestabilidad fundamental en la teoría.

Las soluciones que contienen los taquiones siempre decaerán en otro, la solución de menor energía - posiblemente en un ciclo sin fin. Por esta razón, los físicos no creen que realmente existen los taquiones, aunque una teoría inicialmente parece que contiene tales partículas.

En sentido estricto, la teoría de la relatividad de Einstein no absolutamente no lo quiera un objeto de viajar más rápido que la velocidad de la luz. Lo que dice es que se requeriría una cantidad infinita de energía para que un objeto acelerar a la velocidad de la luz.

Por lo tanto, en cierto sentido, el taquión todavía sería consistente con la relatividad, porque lo haría siempre moverse más rápido que la velocidad de la luz (y que no siempre tienen que acelerar a esa velocidad).

Matemáticamente, el cálculo de la masa y la energía mediante la relatividad de un taquión, que contendría los números imaginarios. (Un número imaginario es la raíz cuadrada de un número negativo.)

Esto fue exactamente cómo las ecuaciones de la teoría de cuerdas predice la taquiones: Ellos fueron consistentes únicamente si las partículas con masa imaginaria existían. Pero ¿cuál es la masa imaginaria? ¿Qué es una energía imaginaria? Estas imposibilidades físicas dan lugar a los problemas con los taquiones.

La presencia de taquiones no es de ninguna manera única de la teoría de cuerdas bosónico. Por ejemplo, contiene el modelo estándar un cierto vacío en el que el bosón de Higgs es en realidad un tipo de taquiones también. En este caso, la teoría no se inconsistent- sólo significa que la solución que se aplicó no era una solución estable.

Es como tratar de colocar una bola en la parte superior de una colina - cualquier ligero movimiento hará que la bola ruede en un valle cercano. Del mismo modo, esta solución de taquiones se desintegra en una solución estable sin los taquiones.

Por desgracia, en el caso de la teoría de cuerdas bosónico, no había manera clara de averiguar lo que sucedió durante la decadencia, o incluso si la solución terminó en una solución estable después de descomposición en un estado de energía más bajo.

Con todos estos problemas, los físicos no ven estos taquiones como partículas reales que existen, sino más bien como objetos matemáticos que se caen de la teoría como un signo de ciertos tipos de inestabilidades inherentes. Cualquier solución que contiene los taquiones rápidamente decae debido a estas inestabilidades.

Algunos físicos (y autores de ciencia ficción) han explorado las nociones de cómo tratar a los taquiones como partículas reales. Pero por ahora, sólo sé que los taquiones fueron una de las cosas que hicieron los físicos decidir, en ese momento, que la teoría de cuerdas bosónico fue un fracaso.