Ve standardnim modelu casticove fyziky a Einsteinove specialni teorii relativity slouzi rychlost svetla ve vakuu (c) jako absolutni kosmicky rychlostni limit. Nicmene matematicky ramec relativity explicitne nezakazuje existenci castic, ktere se vzdy pohybuji rychleji nez svetlo. Tyto hypoteticke entity jsou znamy jako tachyony.
1. Historicky puvod
Moderni formalizace konceptu tachyonu se pripisuje fyzikovi Geraldu Feinbergovi, ktery tento termin vytvoril ve svem prulomovem clanku z roku 1967 v Physical Review. Nazev pochazi z reckeho slova tachys znamenajiciho "rychly". Ve stejne dobe E.C.G. Sudarshan, O.M.P. Bilaniuk a V.K. Deshpande klasifikovali vsechnu hmotu do tri kategorii: bradyony (v < c), luxony (v = c) a tachyony (v > c).
2. Kinematika imaginarni hmotnosti
Relativisticka rovnice energie a hybnosti: E² = (pc)² + (m₀c²)². Kdyz v > c, vyraz (1 - v²/c²) se stane zapornym. Aby energie zustala realna, klidova hmotnost musi byt imaginarni: m₀ = iμ.
Obraceny vztah energie a rychlosti
U bezne hmoty pridani energie zvysuje rychlost. U tachyonu je vztah obraceny: ztrata energie zvysuje rychlost. Kdyz se energie tachyonu blizi nule, jeho rychlost se blizi nekonecnu. Rychlost svetla je pro tachyony neprekonatelna podlaha.
3. Kvantova teorie pole a teorie strun
V kvantove teorii pole je tachyon chapan jako znacka nestability systemu, ktera se resi tachyonovou kondenzaci. Nejznamejsim prikladem je Higgsovo pole. V bozonove teorii strun je zakladni stav struny tachyon, problem vyresila supersymetrie.
4. Experimentalni hledani
Fyzikove hledaji tachyony po desetileti pomoci detektoru kosmickeho zareni a urychlovacu castic. V roce 2011 experiment OPERA ohlasil, ze mionova neutrina cestovala rychleji nez svetlo. Anomalie byla zpusobena chybou mereni (uvolneny opticky kabel).
Zaver
Tachyony zustavaji elegantni matematickou kuriozitou a dulezitym teoretickym nastrojem. Prestoze nebyly nikdy detekovany jako fyzicke castice, matematika imaginarni hmotnosti a tachyonovych poli je ustredni pro moderni kvantovou teorii pole a Higgsuv mechanismus.