Depuis qu'Einstein a dévoilé sa théorie de la relativité, la vitesse de la lumière est considérée comme la constante physique de l'univers, reliant l'espace et le temps. En bref, c'était la vitesse à laquelle la lumière et toutes les autres formes de rayonnement électromagnétique étaient supposées se déplacer à tout moment dans un espace vide, indépendamment du mouvement de la source ou du référentiel inertiel de l'observateur. Mais supposons une seconde qu'il y ait une particule qui défie cette loi, qui pourrait exister dans le cadre d'un univers relativiste, mais en même temps défier les fondations sur lesquelles elle s'est construite? Cela semble impossible, mais l'existence d'une telle particule peut très bien être nécessaire d'un point de vue quantique, résolvant les problèmes clés qui se posent dans cette théorie chaotique. Il est connu comme la particule de Tachyon, une particule subatomique hypothétique qui peut se déplacer plus rapidement que la lumière et pose un certain nombre de problèmes et de possibilités intrigantes dans le domaine de la physique.
Dans le langage de la relativité restreinte, un tachyon serait une particule avec un moment cinétique semblable à l'espace et un temps propre imaginaire. Leur existence a d'abord été attribuée au physicien allemand Arnold Sommerfeld; même si c'est Gerald Feinberg qui a inventé le terme pour la première fois dans les années 1960, et plusieurs autres scientifiques ont contribué à faire avancer le cadre théorique dans lequel les tachyons étaient censés exister. Ils ont été initialement proposés dans le cadre de la théorie quantique des champs comme moyen d'expliquer l'instabilité du système, mais ont néanmoins posé des problèmes pour la théorie de la relativité restreinte.
Par exemple, si les tachyons étaient des particules conventionnelles et localisables qui pourraient être utilisées pour envoyer des signaux plus rapidement que la lumière, cela conduirait à des violations de causalité en relativité restreinte. Mais dans le cadre de la théorie des champs quantiques, les tachyons sont compris comme signifiant une instabilité du système et traités à l'aide d'une théorie connue sous le nom de condensation de tachyons, un processus qui tente de résoudre leur existence en les expliquant en termes de phénomènes mieux compris, plutôt que comme de vraies particules plus rapides que la lumière. Les champs tachyoniques sont apparus théoriquement dans une variété de contextes, tels que la théorie des cordes bosoniques. En général, la théorie des cordes déclare que ce que nous considérons comme des «particules» - les électrons, les photons, les gravitons et ainsi de suite - sont en réalité différents états vibrationnels de la même chaîne sous-jacente. Dans ce cadre, un tachyon apparaîtrait soit comme une indication d'instabilité dans le système D-brane, soit dans l'espace-temps lui-même.
Malgré les arguments théoriques contre l'existence de particules de tachyon, des recherches expérimentales ont été menées pour tester l'hypothèse par rapport à leur existence; cependant, aucune preuve expérimentale de l'existence de particules de tachyon n'a été trouvée.
Nous avons écrit de nombreux articles sur tachyon pour Space Magazine. Voici un article sur les particules élémentaires, et voici un article sur la théorie de la relativité d'Einstein.
Si vous souhaitez plus d'informations sur le tachyon, consultez ces articles de Science World. Vous pouvez également parcourir une discussion sur les tachyons dans un forum.
Nous avons également enregistré un épisode entier d'Astronomy Cast consacré à la théorie de la relativité restreinte. Écoutez ici, épisode 9: Théorie de la relativité restreinte d'Einstein.
Sources:
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
