Ho letto che esistono particelle in grado di superare la velocità della luce. Desidererei chiarimenti in merito. Grazie

La domanda che è stata posta può avere due risposte completamente diverse a seconda di un dettaglio omesso, ma che in una questione del genere è fondamentale. In breve non si capisce se la velocità della luce cui si riferisce l’articolo è quella nel vuoto o attraverso un mezzo materiale. Questa confusione viene fatta spesso, anche per motivi di spettacolarizzazione, nelle riviste di divulgazione scientifica.

Se la velocità cui si riferisce l’articolo non è quella della luce nel vuoto allora non c’è niente di strano o di contraddittorio con la Relatività Ristretta.

Quando la luce attraversa un mezzo materiale rallenta, a causa dell’interazione con le molecole e gli atomi del materiale. Alcuni effetti di questo rallentamento sono percepibili anche a occhio nudo, infatti uno di essi è quello di deviare i raggi di luce, che vengono rifratti con un angolo diverso da quello di incidenza, per cui gli oggetti immersi parzialmente in un liquido appaiono “spezzati”. Il rallentamento può essere minimo, come nel caso dell’aria o di altri gas rarefatti, o può essere molto marcato, come nel caso di liquidi come l’acqua. Esistono anche materiali artificiali che rallentano a tal punto la luce da permettere di osservare il raggio luminoso mentre avanza in esso a velocità di pochi centimetri al secondo.

In questo caso la conseguenza della Relatività Ristretta per cui nulla può superare la velocità della luce nel vuoto non è contraddetta, perchè nulla vieta che, rimanendo entro questo limite universale, una particella possa superare la velocità della luce nel mezzo che sta attraversando. Il superamento di quest’ultima velocità è molto facile che accada se una particella molto massiva entra nell’acqua con una velocità più alta di quella della luce nell’acqua. In tal caso, la la grande massa farà frenare la particella molto lentamente e quindi ci sarà un intervallo di spazio esteso in cui questa particella si muoverà più rapidamente di quanto faccia la luce in quel mezzo. Se la particella, man mano che procede nel mezzo, eccita gli atomi, inducendoli a emettere luce per diseccitazione, si genera l’effetto Cherenkov che consiste nella creazione di un fronte di luce conico, invece che piano o sferico, perchè la sorgente della luce viaggia più velocimente della luce che emette. L’effetto Cherenkov è simile al Bang sonico provocato da quegli oeggtti che si muovono nell’aria ad una velocità più alta di quella del suono. Questo fenomeno è sfruttato da alcuni rilevatori di particelle, detti appunto rilevatori o contatori Cherenkov.

Se invece la velocità cui si riferisce l’articolo è proprio quella della luce nel vuoto allora il discorso cambia radicalmente.

In tal caso si può affermare con certezza che, allo stato attuale, non è mai stata osservata nessuna particella in grado di muoversi più velocemente della luce nel vuoto, né alcun risultato sperimentale ha richiesto l’introduzione di oggetti di questo tipo per spiegarne i risultati.

Tuttavia esiste tutta una serie di lavori su alcune particelle chiamate tachioni, la cui caratteristica è quella di avere una massa rappresentata da un numero immaginario (qualunque cosa questo voglia dire) invece che reale. Questa caratteristicha rende queste particelle incapaci di viaggiare più lentamente della luce. Anzi quanto più gli si sottrae energia, tanto più la loro velocità aumentà oltre c, quanto più gli si fornisce energia, tanto più rallentano, ma continuandoa viaggiare con velocità superiori a c. Per poterli rallentare almeno alla velocità della luce sarebbe necessaria un’energia infinita.

Queste particelle non sono mai state osservate nè c’è alcun risultato sperimentale che suggerisca una probabilità di esistenza. In realtà i lavori su particelle del genere sono stati fatti esclusivamente nello spirito di “Che succederebbe se esistessero particelle con massa immaginaria?” Allo stato attuale non esiste nessun esperimento in corso o progetto di esperimento per individuare tali particelle. Per cui tale ipotesi resta un’ipotesi appunto e asserire che tali particelle “esistono” non ha senso da punto di vista scientifico.