Chi, guardando film di fantascienza al cinema, non si è mai chiesto, arrivando al momento in cui l'astronave imbuca come al solito il tunnel dell'iperspazio (ed avendo quasi l'impressione di essere catapultati dalla poltrona verso la scia dell'astronave), se ci sia un fondo di verità negli strepitosi viaggi ad una velocità superiore a quella della luce?

In realtà non si tratta solo di un'idea fortunata; la fisica quantistica ha dato spazio vitale all'ipotesi di una particella molto particolare: il tachione.



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A tutto dire, il tachione è un parto relativamente recente per la mente umana: una prima descrizione venne offerta dal fisico tedesco Arnold Sommerfeld (1868-1951), che però non diede loro un nome preciso (cosa che avvenne nel '64 con Gerald Feinberg); in più, un tentativo di riportare questa particella alla relatività ristretta fu compiuto nel '62 da George Sudarshan.

Ma cosa rende il tachione così speciale? Si tratta di una particella la cui massa, quando è a riposo (ossia quando, misurata, non cambia a seconda del sistema di riferimento che si vuole prendere in considerazione), è immaginaria. Ciò non significa che è di fantasia, ma che, se la eleviamo al quadrato, diventa negativa. Nella fisica di tutti i giorni, ed in quella della relatività, si trattano abitualmente masse reali, ben superiori a zero anche nel caso in cui si tratti delle più piccole particelle: tutto ciò però non vieta che, superato il limite invalicabile che è per loro la velocità della luce, al di sotto della portata dell'atomo, esistano particelle di massa negativa. E tutto ciò dà al tachione delle straordinarie peculiarità.

Innanzitutto si comporterebbe esattamente al contrario rispetto a qualsiasi altra particella. Cominciamo con il fattore velocità. Un tachione non può assolutamente raggiungere una velocità inferiore a quella della luce, e ciò implica in particolare due conseguenze. La prima è che, se gli forniamo dell'energia, anziché accelerare come un altro corpo qualsiasi, rallenta. I risultati che si ottengono sono da capogiro: più dai forza al tachione e lo spingi, più tende a diminuire la sua velocità; e se non dai nessun tipo di spinta? La velocità diventa infinita! Ma come può essere possibile? È tutta una questione matematica. Con un esempio pratico (ed anche sufficientemente attuale perché ci si riconosca), immaginiamo di avere un conto in banca che va in rosso: man mano che il tempo passa gli interessi salgono ed i numeri sono sempre più negativi: questa è la nostra massa. Quando però cominciamo ad rimettere denaro sul conto, le cifre incominciano a diminuire fino a toccare lo zero (per noi, la velocità della luce): -3, -2, -1, 0, 1, 2, etc. Tutto ciò avviene perché l'energia utilizzata è reale, ed è positiva! La differenza con il nostro esempio è che, al contrario (si spera!) del conto in banca, il tachione non può raggiungere valori positivi.

Il secondo fatto curioso che avviene è che, viaggiando più velocemente della luce, noi vedremmo prima la sua “morte” e successivamente la sua “nascita”: in pratica, per un tachione il tempo scorrerebbe al contrario! Tutto ciò porterebbe alla considerazione di una serie di paradossi (tra i quali il fortunatissimo “paradosso del nonno” - cosa accade se una persona torna indietro nel tempo ed uccide il proprio nonno prima che conosca la nonna?); effettivamente però, visto che per il momento non abbiamo ancora realmente avuto a che fare con queste particelle, è possibile pensare che esistano leggi fisiche che vietino ai tachioni di interferire con il loro passato (principio di consistenza di Novikov). Altrimenti, come precisato dal fisico e filosofo statunitense David Bohm, il paradosso potrebbe risolversi nel fatto che si possa trattare l'apparente scorrere del tempo al contrario come un effetto ottico.

Ed un altro effetto ottico è quello per cui vedremmo il tachione “sdoppiarsi” una volta passato vicino a noi. Infatti, essendo più veloce della luce, non potremmo vederlo mentre si avvicina, mentre una volta passato, noteremmo che la particella si divide in due parti, lungo il fronte d'onda d'urto dato dalla radiazione di #268;erenkov (equivalente al "muro del suono" per quanto riguarda l'elettromagnetismo): una delle parti sarebbe creata dalla luce “spostata verso il blu”, ossia verso la zona dell'ultravioletto, per via dell'effetto Doppler (è il caso del blueshift); l'altra invece verrebbe creata dallo spostamento verso il rosso (ossia verso la frequenza luminosa degli infrarossi – il cosiddetto redshift) della luce, sempre per via dell'effetto Doppler.

Ulteriore dettaglio: avendo un diverso tipo di massa, il tachione (negativo) verrebbe respinto dalle altre particelle (positive), un po' come accade nell'elettromagnetismo (dove però, è bene ricordare, sono le cariche simili a respingersi).

I tachioni, nonostante tutto il lavoro teorico atto a giustificare la loro presenza, non sono ancora stati osservati: l'annuncio nel 1973 della scoperta di una particella più veloce della luce da parte di Philip Crough e Roger Clay, in seguito all'arrivo di un fascio di raggi cosmici, non ebbe seguito (l'osservazione di fatto non fu né confermata né ripetuta). Nondimeno, in attesa della loro (ri)scoperta e dell'invenzione del teletrasporto e dei viaggi nel tempo, queste particelle continueranno ad affascinarci a lungo, almeno nei nostri film di fantascienza preferiti.

Giulia Murtas

http://www.link2universe.net/2013-10-20 ... possibili/