Sinds Einstein zijn relativiteitstheorie onthulde, werd de snelheid van het licht beschouwd als de fysieke constante van het universum, die ruimte en tijd met elkaar in verband brengt. Kortom, het was de snelheid waarmee werd aangenomen dat licht en alle andere vormen van elektromagnetische straling te allen tijde door de lege ruimte zouden reizen, ongeacht de beweging van de bron of het traagheidsreferentiekader van de waarnemer. Maar stel even dat er een deeltje was dat deze wet tartte, dat zou kunnen bestaan binnen het kader van een relativistisch universum, maar tegelijkertijd de fundamenten zou trotseren waarop het gebouwd is? Klinkt onmogelijk, maar het bestaan van zo'n deeltje kan heel goed nodig zijn vanuit een kwantumstandpunt, om belangrijke problemen op te lossen die zich in die chaotische theorie voordoen. Het staat bekend als het Tachyon-deeltje, een hypothetisch subatomair deeltje dat sneller dan licht kan bewegen en een aantal intrigerende problemen en mogelijkheden op het gebied van de natuurkunde met zich meebrengt.
In de taal van speciale relativiteitstheorie zou een tachyon een deeltje zijn met een ruimte-achtig momentum en denkbeeldige eigenlijke tijd. Hun bestaan werd voor het eerst toegeschreven aan de Duitse natuurkundige Arnold Sommerfeld; ook al was het Gerald Feinberg die de term voor het eerst bedacht in de jaren zestig, en verschillende andere wetenschappers hielpen het theoretische kader te bevorderen waarin tachyons zouden bestaan. Ze werden oorspronkelijk voorgesteld in het kader van de kwantumveldentheorie als een manier om de instabiliteit van het systeem te verklaren, maar hebben niettemin problemen opgeleverd voor de theorie van speciale relativiteitstheorie.
Als tachyons bijvoorbeeld conventionele, lokaliseerbare deeltjes waren die gebruikt zouden kunnen worden om signalen sneller dan licht te verzenden, zou dit leiden tot schendingen van de causaliteit in speciale relativiteit. Maar in het kader van de kwantumveldentheorie worden tachyonen opgevat als een instabiliteit van het systeem en behandeld met een theorie die bekend staat als tachyon-condensatie, een proces dat probeert hun bestaan op te lossen door ze uit te leggen in termen van beter begrepen fenomenen, in plaats van als echte sneller dan lichte deeltjes. Tachyonische velden zijn theoretisch verschenen in verschillende contexten, zoals de bosonische snaartheorie. Over het algemeen stelt de snaartheorie dat wat we zien als "deeltjes" - elektronen, fotonen, gravitonen, enzovoort - in feite verschillende vibratietoestanden zijn van dezelfde onderliggende snaar. In dit kader zou een tachyon verschijnen als een indicatie van instabiliteit in het D-brane-systeem of binnen de ruimtetijd zelf.
Ondanks de theoretische argumenten tegen het bestaan van tachyondeeltjes, zijn er experimentele zoektochten uitgevoerd om de veronderstelling te toetsen aan hun bestaan; er is echter geen experimenteel bewijs gevonden voor het bestaan van tachyondeeltjes.
We hebben veel artikelen over tachyon geschreven voor Space Magazine. Hier is een artikel over elementaire deeltjes en hier is een artikel over Einsteins relativiteitstheorie.
Als je meer informatie wilt over tachyon, bekijk dan deze artikelen uit Science World. U kunt ook door een forumdiscussie over tachyons bladeren.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen over de Theory of Special Relativity. Luister hier, aflevering 9: Einsteins theorie van speciale relativiteit.
Bronnen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tachyon
http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light
http://scienceworld.wolfram.com/physics/Tachyon.html
http://en.wikipedia.org/wiki/D-brane
http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/warp.html
