Les physiciens suggèrent que les tachyons pourraient être cohérents avec la théorie de la relativité restreinte

Les tachyons sont des particules hypothétiques se déplaçant à des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière. Ces particules plus rapides que la lumière sont les « enfants à problèmes » de la physique moderne. Jusqu’à récemment, ils étaient généralement considérés comme des entités qui ne rentraient pas dans la théorie de la relativité restreinte.

Cependant, ce n’est que du papier publié dans Examen physique d Des études menées par des physiciens de l’Université de Varsovie et de l’Université d’Oxford ont montré que bon nombre de ces biais sont infondés. Non seulement la théorie exclut l’existence des tachyons, mais elle nous permet de mieux comprendre leur structure causale.

Les mouvements à des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière sont l’une des questions les plus controversées de la physique. Les particules hypothétiques capables de se déplacer à des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière, appelées tachyons (du grec tachýs – rapide, rapide), sont les « enfants effrayants » de la physique moderne. Jusqu’à récemment, ils étaient largement considérés comme des créations qui ne rentraient pas dans la théorie de la relativité restreinte.

Jusqu’à présent, on savait qu’il existe au moins trois raisons pour lesquelles les tachyons n’existent pas dans la théorie quantique. La première raison : l’état fondamental du champ de tachyons était censé être instable, ce qui signifiait que de telles particules plus rapides que la lumière formeraient des « avalanches ». Raison 2 : Un changement chez l’observateur inertiel était censé entraîner une modification du nombre de particules observées dans son système de référence, or la présence de sept particules, par exemple, ne peut pas dépendre de qui les regarde. Troisième raison : l’énergie des particules plus rapides que la lumière peut prendre des valeurs négatives.

Entre-temps, un groupe d’auteurs a souligné : Jerzy Bakzos, qui poursuit ses études de doctorat à l’Université de Stockholm, Kasper Debski, qui termine ses études de doctorat à la Faculté de physique, et Simon Cedroski, étudiant en dernière année. en physique (études en anglais) et quatre autres chercheurs expérimentés : Simon Szarzyński, Krzysztof Torzyński et Andrzej Dragan (tous de l’École de physique de l’Université de Varsovie) et Artur Eckert de l’Université d’Oxford, ont suggéré que les difficultés rencontrées par les tachyons rencontrés jusqu’à présent avaient une cause commune. Il s’avère que les « conditions aux limites » qui déterminent le déroulement des processus physiques incluent non seulement l’état initial, mais également l’état final du système.

Mélanger passé et futur

En termes simples : pour calculer la probabilité d’un processus quantique impliquant des tachyons, il est nécessaire de connaître non seulement son état initial passé, mais également son état final futur. Une fois ce fait incorporé dans la théorie, toutes les difficultés mentionnées ci-dessus ont complètement disparu et la théorie des tachyons est devenue mathématiquement cohérente.

«C’est un peu comme la publicité en ligne : une astuce simple qui peut résoudre vos problèmes», explique Andrej Dragan, principal inspirateur de l’ensemble du projet de recherche.

« L’idée selon laquelle le futur peut influencer le présent plutôt que le présent ne détermine l’avenir n’est pas nouvelle en physique. Cependant, jusqu’à présent, ce type de point de vue était au mieux une explication non conventionnelle de certains phénomènes quantiques, et cette fois nous y sommes contraints. La théorie est parvenue à cette conclusion. » Pour « faire de la place » aux tachyons, nous avons dû élargir l’espace des états », conclut Dragan.

Les auteurs s’attendent également à ce que l’expansion des conditions aux limites ait ses propres conséquences : un nouveau type d’intrication quantique apparaîtra dans la théorie, mélangeant le passé et le futur, ce qui n’existe pas dans la théorie classique des particules. La recherche soulève également la question de savoir si les tachyons ainsi décrits sont de pures « probabilités mathématiques » ou si de telles particules sont susceptibles d’être observées un jour.

Selon les auteurs, les tachyons ne seraient pas seulement une possibilité, ils seraient en fait une composante indispensable du processus de fracture spontanée responsable de la formation de la matière. Cette hypothèse signifie que les excitations du champ de Higgs, avant de rompre spontanément la symétrie, peuvent se propager à des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière dans le vide.