در مدل استاندارد فیزیک ذرات، سرعت نور در خلأ (c) به عنوان حد سرعت مطلق کیهانی برای تمام اشکال شناختهشده ماده و اطلاعات عمل میکند. با این حال، چارچوب ریاضی نسبیت صراحتاً وجود ذراتی را که همیشه سریعتر از نور حرکت میکنند ممنوع نمیکند. این موجودات فرضی به عنوان تاکیون شناخته میشوند.
1. خاستگاه تاریخی تاکیون
رسمیسازی مدرن مفهوم تاکیون عمدتاً به Gerald Feinberg نسبت داده میشود که این اصطلاح را در مقاله تاریخی خود در سال 1967 ابداع کرد. نام از واژه یونانی tachys (تاخوس) به معنای "سریع" گرفته شده است. تمام ماده بر اساس رابطه با سرعت نور به سه دسته طبقهبندی شد:
- برادیون: ذرات با جرم سکون واقعی که همیشه کندتر از c حرکت میکنند.
- لوکسون: ذرات بدون جرم که دقیقاً با سرعت c حرکت میکنند.
- تاکیون: ذرات فرضی با جرم سکون موهومی که همیشه سریعتر از c حرکت میکنند.
2. سینماتیک جرم موهومی
اگر سرعت (v) بیشتر از c باشد، عبارت زیر جذر منفی میشود. جرم سکون باید موهومی باشد: m₀ = iμ. با کاهش انرژی سرعت افزایش مییابد.
3. تاکیون در نظریه میدان کوانتومی و نظریه ریسمان
در نظریه میدان کوانتومی، تاکیون نشانه ناپایداری سیستم است. چگالش تاکیونی این ناپایداری را برطرف میکند. معروفترین مثال میدان هیگز است. در نظریه ریسمان بوزونی، حالت پایه ریسمان یک تاکیون است. ابرتقارن این مشکل را حل کرد.
نتیجهگیری
تاکیونها یک کنجکاوی ریاضی زیبا و ابزار نظری مهم باقی میمانند. ذرات فیزیکی سریعتر از نور هرگز یافت نشدهاند، اما ریاضیات زیربنایی جرم موهومی و میدانهای تاکیونی برای درک مدرن نظریه میدان کوانتومی مرکزی است.