Taquiones, las partículas más rápidas que la luz

Los taquiones son partículas teóricas que se mueven a velocidades superlumínicas, es decir, más rápido que la velocidad de la luz. Su existencia fue propuesta en 1967 por el físico Gerald Feinberg.

Normalmente se considera imposible que cualquier objeto pueda viajar a velocidades superiores a la de la luz. ¿Por qué? Porque si un objeto pudiera hacerlo tal vez estaría violando la causalidad, el principio por el cual la causa siempre precede al efecto.

Para comprender esto, imaginemos que podemos construir un frisbi que cada vez que lo lanzamos sale disparado a diez veces la velocidad de la luz. Ahora imaginemos que tenemos dos físicas, Mónica y Susana, que han decidido poner a prueba este frisbi. Se sitúan a cien metros una de la otra y es Mónica quien lanza el disco a Susana, que lo recoge. ¿Qué vería Susana?

Puesto que el disco viaja a una velocidad superior a la de la luz, las señales luminosas que salen rebotadas de la superficie del frisbi se moverán más lentamente que el propio frisbi. Por tanto, esta es la secuencia de hechos que observará Susana. Primero, verá aparecer de repente el frisbi en sus manos. Luego verá el disco directamente frente a ella, justo antes de cogerlo. A continuación el disco aparecerá a 25 metros, luego a 50, luego a 75 para acabar de ver cómo el frisbi sale de la mano de Mónica. De modo que, para Susana, el orden de los acontecimientos aparecerá invertido en el tiempo, violándose el principio de causalidad, pues la causa (el lanzamiento del frisbi) sucede después del efecto (recoger el frisbi).

¿Qué secuencia de acontecimientos es la verdadera? ¿La vista por Susana o la que nos dicta la razón? Esa es la paradoja engendrada por la naturaleza de la luz y la comunicación. Cualquier cosa que supere en velocidad a su propia imagen llega a un destino determinado antes que su señal. Así, seguirán llegando señales del pasado mucho tiempo después de que haya llegado el objeto, lo que implica que tenemos una imagen del movimiento del objeto hacia atrás en el tiempo. Mientras, si fuéramos montados en el frisbi, veríamos que el tiempo corre hacia adelante, no veríamos nada extraordinario: la realidad y su imagen están en clara contradicción.

Extrañas comunicaciones

Las contradicciones que aparecen en la comunicación a una velocidad superior a la de la luz aparecen si consideramos la existencia y naturaleza de los taquiones, las partículas hiperlumínicas cuya existencia fue postulada en 1967 por el físico Gerald Feinberg en el artículo titulado Possibility of Faster-Than-Light Particles. Para bautizarlas -el nombre viene del griego ‘veloz’- se inspiró en la historia de ciencia ficción Beep que James Blish publicó en 1954 y de la que hizo una versión más larga en 1973 titulada The Quincunx of Time. En su artículo, Feinberg propuso que las partículas taquiónicas podrían formarse a partir de excitaciones de un campo cuántico con masa imaginaria.

Sin embargo, Feinberg no fue el primero en aventurar su existencia. La primera hipótesis sobre las partículas más rápidas que la luz se suele atribuir al físico Arnold Sommerfeld, quien, en 1904, las denominó «metapartículas». Y dos décadas más tarde, en 1924, lo hizo el ruso Lev Yakovlevich Strum mientras trataba de resolver los siguientes problemas relacionados con la de Einstein: la contradicción que surge al definir los conceptos de «antes» y «después» cuando se introduce el concepto de velocidad superluminal y el problema de la «energía negativa» -que aparece cuando se consideran velocidades superlumínicas en al relatividad-. Strum siguió trabajando en este campo pero una década más tarde, el 1 de diciembre de 1934, fue detenido acusado de pertenecer a una organización terrorista trotskista y condenado a morir ante un pelotón de fusilamiento.

Durante los años siguientes al artículo de Feinberg, los taquiones se convirtieron en personajes famosos dentro de la física teórica. Incluso se llevaron a cabo experimentos para detectarlos, pero todo fue inútil. Los taquiones no aparecían.

El teléfono antitaquiónico

Pero el trabajo teórico no se amilanó y cuatro años más tarde de su nacimiento los físicos G. Benford, D. Book y W. Newcomb publicaron un importante artículo titulado The tachyonic Antitelephone. En él demostraban que el uso de taquiones para la comunicación producía violaciones y contradicciones lógicas de la causalidad.

Para ello, estos físicos utilizaron lo que se conocía desde 1917 como la paradoja de Tolman: enviar señales a mayor velocidad que la luz implica comunicarse con el pasado (como curiosidad mencionar que esta paradoja fue la base tanto de la novela de ciencia ficción Cronopaisaje que escribió el propio Gregory Bendford como de la película del mago del terror John Carpenter El Príncipe de las Tinieblas). De ahí viene el nombre de antiteléfono, pues con él se podría enviar un mensaje al pasado de otra persona.

Por ejemplo, imagine que tanto Cervantes como Jorge Manrique poseen un teléfono taquiónico. Cervantes escribe el Quijote, se lo lee a Manrique y éste lo copia y lo publica. Históricamente el Quijote aparece muchos años antes de que naciese Cervantes, pero el estilo, el lenguaje es de Cervantes. ¿Cómo puede imprimirse un libro antes de que nazca el autor?

Paradojas más sutiles aparecen si tratamos con sucesos dependientes unos de otros. Imagínese que Mamen y Esther han heredado tales teléfonos, pero ahora los mensajes llegan sólo con una hora de desfase: si se envía un mensaje a las tres, se recibirá a las dos. Ambas deciden que Mamen envíe un mensaje a las tres si no ha recibido antes uno de Esther a la una. Por otro lado, Esther enviará uno un poco después de las dos si ha recibido el de Mamen a las dos. ¿Enviará Esther el mensaje? En este caso la causa se encuentra en el futuro. Que Esther envíe su mensaje a las dos depende de si Mamen envía el suyo a las tres. Y lo más paradójico, Mamen lo hará si no recibe el de Esther: la comunicación se dará si ésta no se efectúa.