Qué son los taquiones y por qué la física duda de que puedan existir

Se escucha habitualmente que “nada puede viajar más rápido que la luz”, un principio establecido por Albert Einstein. Sin embargo, actualmente se habla de una partícula hipotética llamada “taquión” que sería más veloz. La mayoría de los físicos considera que es improbable, pero aún se habla de estas partículas.

El origen de la idea

La teoría de Einstein señala que todo lo que tiene masa no puede alcanzar la velocidad de la luz. Cuanto más rápido va, más energía necesita, y llegar a la luz requeriría energía infinita.

Sin embargo, las ecuaciones de Einstein no solo describen lo normal. Se ha propuesto un juego matemático en el que se considera una “masa imposible” (por ejemplo, un número imaginario, como la raíz cuadrada de -1). Al hacer esto, de todos modos, las ecuaciones siguen teniendo una solución matemática válida.

Ahora bien, esa solución matemática ya no describe un objeto normal. Describe un objeto hipotético que nace ya yendo más rápido que la luz; para frenarlo hasta la velocidad de la luz, se necesitaría energía infinita.

Esto es el espejo opuesto de nuestra realidad. Se trata de una posibilidad estrictamente matemática, que aún no se sabe si existe en la realidad, pero le da cierto sustento a la idea de que exista el “taquión”.

El comportamiento de los taquiones

Si los taquiones existieran, su comportamiento contravendría la intuición física de diversas maneras, como las siguientes.

Aceleración inversa

Al agregarle energía a una partícula normal, se acelera. Para un taquión, sería al revés. Cuanta más energía se le extrae, más rápido viaja. Y para frenar a un taquión hasta la velocidad de la luz se necesitaría una cantidad infinita de energía. En este caso, la luz es una barrera infranqueable en ambos casos.

Problemas de causalidad

Esta es la consecuencia más problemática. Según la relatividad, si una señal pudiera viajar más rápido que la luz, esa señal podría viajar hacia atrás en el tiempo. Esto crea inmediatamente paradojas de causa y efecto. Por ejemplo, se podría enviar un mensaje taquiónico que llegara a su destino antes de haber sido enviado. Esto crearía bucles temporales contradictorios.

Inestabilidad fundamental

Si los taquiones existieran y formaran parte de una teoría física, harían que toda la teoría fuera inestable. Es como construir una torre sobre una base que quiere derrumbarse a sí misma.

Esta inestabilidad provocaría una reacción en cadena llamada “condensación taquiónica”: el sistema se reorganizaría de forma brusca e incontrolable, liberando una cantidad ilimitada de energía. Este resultado es tan absurdo (una “catástrofe taquiónica”) que los físicos no lo aceptan.

La búsqueda experimental

No existe ninguna evidencia experimental de los taquiones. Se han buscado partículas superlumínicas en los rayos cósmicos que bombardean la Tierra, sin éxito. Un famoso falso positivo ocurrió en 2011, cuando el experimento OPERA midió aparentemente neutrinos que superaban ligeramente la velocidad de la luz.

El resultado fue finalmente atribuido a un error en la conexión de un cable de fibra óptica. Los neutrinos, como todas las partículas conocidas, respetan el límite de velocidad cósmico.

¿Existen o no los taquiones?

La pregunta es: si son tan problemáticos y no hay pruebas de ellos, ¿por qué los taquiones aparecen con frecuencia en la cultura popular y en la ciencia ficción? Simplemente porque son una idea provocadora y poderosa. Permiten explorar los límites de nuestras leyes físicas más fundamentales.

En series de ficción, los taquiones se convierten en un recurso narrativo útil para justificar comunicaciones instantáneas o viajes en el tiempo. La idea es fascinante, pero probablemente imposible

Los taquiones solo han surgido como una solución matemática curiosa a las ecuaciones de Einstein. Otra cosa es incorporarlos a una descripción física coherente del universo, porque genera problemas irresolubles.

Obstáculos en el camino

El mayor obstáculo conceptual de los taquiones es la causalidad. En relatividad, permitir velocidades superiores a la de la luz abre la puerta a situaciones en las que un efecto podría observarse antes que su causa, dependiendo del sistema de referencia. Esto rompe una regla básica de cómo entendemos el tiempo y los procesos físicos. Por ese motivo, la mayoría de los físicos considera que los taquiones no pueden existir como partículas reales que podamos detectar en un experimento.

Aun así, los taquiones no han sido inútiles desde el punto de vista teórico. En teorías de campos y, sobre todo, en ciertos modelos de teoría de cuerdas, la aparición de un taquión no suele interpretarse como una partícula superlumínica literal, sino como una señal de inestabilidad. En ese contexto, un “campo taquiónico” indica que el estado del sistema no es estable y que la teoría tiende de forma natural hacia otro estado más estable, donde el problema desaparece. Es decir, el taquión funciona más como una alarma matemática que como una entidad física real.

Otros enigmas

En divulgación científica, los taquiones suelen mencionarse junto a otros grandes enigmas del cosmos, como la materia oscura. Aunque ambos conceptos comparten un aire misterioso, conviene no mezclarlos. La materia oscura se propone para explicar observaciones astronómicas muy concretas, mientras que los taquiones surgen principalmente de extensiones teóricas que todavía no tienen respaldo experimental.

También es importante distinguir estas ideas especulativas de fenómenos cuánticos bien establecidos, como el efecto Casimir. Este efecto, medido en laboratorio, muestra que incluso el vacío cuántico tiene consecuencias físicas reales, sin necesidad de recurrir a partículas hipotéticas que violen los límites relativistas.

Lecturas recomendadas

Un vistazo al tema de los taquiones

Relatividad, tiempo y gravedad