Les particules plus rapides que la lumière, appelées tachyons, ont longtemps été considérées comme une curiosité théorique incompatible avec la relativité restreinte. Une nouvelle étude pourrait bien changer cette perception.
Des physiciens des universités de Varsovie et d'Oxford ont démontré que les préjugés envers les tachyons étaient infondés. En fait, ces particules hypothétiques nous offrent une meilleure compréhension de la structure causale de la relativité.
L'idée de mouvements au-delà de la vitesse de la lumière (supraluminiques) est l'un des sujets les plus controversés de la physique. Les tachyons, dérivés du grec
tachýs signifiant rapide, étaient perçus comme des entités incompatibles avec la théorie de la relativité restreinte.
Les principales objections à l'existence des tachyons incluaient la supposée instabilité de leur état fondamental, ce qui aurait entraîné la formation d'"avalanches" de particules supraluminique. De plus, on pensait que le nombre de particules observées dépendait de l'observateur, ce qui est incompatible avec la physique classique où le nombre de particules devrait rester constant. Enfin, la possibilité que ces particules possèdent des énergies négatives constituait un obstacle majeur à leur acceptation dans le cadre de la théorie quantique.
Un groupe de chercheurs, comprenant notamment Jerzy Paczos et Kacper Dębski, a découvert que ces problèmes découlaient de conditions aux limites incomplètes dans les théories précédentes. Intégrer l'état final du système, en plus de son état initial, a résolu ces difficultés, rendant la théorie des tachyons cohérente.
Andrzej Dragan, l'un des auteurs, explique que cette nouvelle approche permet de considérer l'influence du futur sur le présent, un concept déjà existant mais rarement appliqué en physique quantique. Cela a permis d'étendre l'espace des états et d'intégrer les tachyons.
Les chercheurs prédisent également l'apparition d'un nouveau type d'intrication quantique mêlant passé et futur, une conséquence de l'élargissement des conditions aux limites. Cela soulève la question de l'observation potentielle des tachyons dans le futur.
Selon l'hypothèse des auteurs, les tachyons jouent un rôle crucial dans le processus de brisure spontanée de symétrie, lié à la formation de la matière. Les excitations du champ de Higgs pourraient ainsi avoir voyagé à des vitesses supraluminiques avant la brisure de symétrie.