Ces particules plus rapides que la lumière prennent forme

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 changer cette perception.

Des physiciens des universités de Varsovie et d’Oxford ont démontré que les préjugés contre les tachyons sont infondés. En fait, ces particules hypothétiques nous offrent une meilleure compréhension de la structure causale de la relativité.

L’idée d’un mouvement au-delà de la vitesse de la lumière (supraluminal) est l’un des sujets les plus controversés de la physique. Tachyons, dérivé du grec Tachys signifiant rapide, étaient considérés comme des entités incompatibles avec la théorie de la relativité restreinte.

Les principales objections à l’existence des tachyons incluaient l’instabilité supposée de leur état fondamental, qui aurait conduit à la formation d’« avalanches » supralumineuses de particules. De plus, le nombre de particules observées serait fonction 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, dont Jerzy Paczos et Kacper Dębski, a découvert que ces problèmes provenaient de conditions limites incomplètes dans les théories précédentes. L’intégration de l’état final du système, en plus de son état initial, a permis de résoudre 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’émergence d’un nouveau type d’intrication quantique qui mélange passé et futur, conséquence de l’élargissement des conditions aux limites. Cela soulève la question de l’observation potentielle de tachyons dans le futur.

Selon l’hypothèse des auteurs, les tachyons joueraient un rôle crucial dans le processus de brisure de symétrie spontanée, lié à la formation de la matière. Les excitations du champ de Higgs auraient ainsi pu voyager à des vitesses supraluminiques avant la brisure de symétrie.