Partícules màssiques més ràpides que la llum

En un nou document acceptat per la revista Astroparticle Physics, Robert Ehrlich, físic recentment jubilat de la George Mason University, afirma que el neutrí és molt probable que viatgi més ràpid que un taquió. Hi ha hagut moltes afirmacions, l'última al 2011, quan l'experiment OPERA va mesurar la velocitat dels neutrins i va concloure que viatjaven una mica més ràpid que la llum. No obstant això, quan la seva velocitat es va mesurar de nou, ja que el resultat original va ser donat com erroni, el resultat no va reafirmar aquesta hipòtesi.

Una nova hipòtesi sobre que els neutrins van més ràpid que la llum es basa, segons Ehrlich, en un mètode molt més sensible pel mesurament de la velocitat: Mitjançant la recerca de la seva massa. El resultat depèn dels taquions amb una massa imaginària, o una massa negativa al quadrat. Les partícules de massa imaginaria tenen l'estranya propietat que acceleren a mesura que perden energia, de manera que el valor de la seva massa imaginària està definit per la velocitat a la qual això passa.

La magnitud de la massa imaginària del neutrí és 0,33 electronvoltios, o 2/3 d'una milionèsima que un electró. Es dedueix aquest valor en mostres de sis observacions diferents de raigs còsmics, la cosmologia i la física de partícules han donat aquest mateix valor dins del seu marge d'error. Una observació, per exemple, implica les petites variacions en la radiació còsmica de fons deixada pel Big Bang, mentre que un altre consisteix en la forma de l'espectre de raigs còsmics.

Els escèptics en el concepte de taquions citen sovint, que entra en conflicte amb la teoria de la relativitat. De fet, la idea de que els taquions viatgin més ràpid que la llum, va ser suggerida per primera vegada en un article de 1962 per George Sudarshan i els seus col·legues Bilaniuk i Deshpande, com una mena de llacuna en la relativitat. Einstein havia demostrat que és impossible que les partícules s'acceleressin fins i tot, més enllà de la velocitat de la llum a causa de la infinita energia requerida. Sudarshan i els seus col·legues van suggerir però, que si les partícules es van crear inicialment a una velocitat superior a la velocitat de la llum, voldria dir que durant les col·lisions de partícules, no caldria acceleració o energia infinita.

Diverses dècades més tard, i després de moltes recerques infructuoses per a ells, tres teòrics: Xodos, Hauser i Kostelecky van suggerir al 1985 que podrien estar amagats a la vista en concret, quan els neutrins són els taquions. Aquesta idea els va portar a proposar que els protons pateixen una desintegració beta quan viatgen a prou alta velocitat.

Aquest procés no és possible, perquè no es va poder conservar l'energia, ja que canvia si els neutrins són taquions. L'energia pot ser negativa en certs marcs de referència, per exemple, donat el cas de taquions d'energia negativa, voldria dir viatjar cap enrere en el temps. La proposta Xodos-Hauser-Kostelecky és el que primer va portar Ehrlich per assumir al 1999 quan es va afirmar que els neutrins estan basats en taquions, després de diversos estudis de raigs còsmics. El seu nou resultat, però es basa en dades de quatre àrees a més dels raigs còsmics i, per tant aquesta tesi és més robusta.

A més, a diferència del resultat erroni inicial en l'experiment OPERA, la seva afirmació no pot ser desestimada a causa de l'absència d'alguns fenòmens que s'han d'observar, però no 'sestà assumint que l'afirmació sigui correcta. Una verificació sobre l'al·legació d'Ehrlich podria venir de l'experiment conegut com KATRIN, que ha de començar a prendre dades al 2015. En aquest experiment, la massa del neutrí podria ser revelada per mirar la forma de l'espectre de la desintegració beta del triti, isòtop més pesat que l'hidrogen. Una altra prova basada en els raigs còsmics d'alta energia fins i tot podria fer-se utilitzant les dades existents.



Font: Phys.org