Fil-mudell standard tal-fizika tal-partikuli u fit-teorija tar-relativita speċjali ta' Albert Einstein, il-veloċita tad-dawl fil-vakwu (c) isservi bħala limitu ta' veloċita kosmiku assolut. Madankollu, il-qafas matematiku tar-relativita ma jipprojbixxix espliċitament l-eżistenza ta' partikuli li dejjem jivvjaġġaw aktar malajr mid-dawl. Dawn l-entitajiet ipotetiċi huma magħrufa bħala takjons.
1. L-oriġini storika tat-takjons
Il-bażi konċettwali għal partikuli aktar malajr mid-dawl tmur lura sal-bidu tas-seklu XX. Fl-1917, Richard Tolman irrikonoxxa li vjaġġar aktar malajr mid-dawl fil-qafas tar-relativita speċjali jwassal għal vjolazzjonijiet tal-kawżalita.
Il-formaliżżazzjoni moderna tal-kunċett tat-takjon hija attribwita primarjament lil-fiżiċist Gerald Feinberg, li ħoloq it-terminu fl-artikolu seminali tiegħu tal-1967. L-isem huwa derivat mill-kelma Griega tachys, li tfisser "malajr".
2. Il-kinematiċi tal-massa immaginarja
Biex nifhmu t-takjons, irridu neżaminaw l-ekwazzjoni enerġija-momentu relativistika:
Jekk il-veloċita (v) hija akbar minn c, it-terminu taħt l-għerq kwadru (1 - v²/c²) isir negattiv. Biex l-enerġija totali (E) tibqa' numru reali, il-massa fil-mistrieħ (m₀) trid tkun numru immaginarju.
Ir-relazzjoni enerġija-veloċita invertita
Waħda mill-proprjetajiet l-aktar kontrointwitivi tat-takjons hija kif jirrispondu għal bidliet fl-enerġija. Meta titlef l-enerġija, il-veloċita tiżdied. Meta l-enerġija ta' takjon tersaq lejn żero, il-veloċita tiegħu tersaq lejn l-infinit.
3. Takjons fit-teorija kwantistika tal-kamp
Fit-teorija kwantistika tal-kamp, takjon ma jinftiehemx neċessarjament bħala partikula li tivvjaġġa aktar malajr mid-dawl, iżda bħala indikazzjoni ta' instabbilta fis-sistema. L-instabbilta tiġi riżolta permezz tal-kondensazzjoni takjonika. L-eżempju l-aktar famuż huwa l-kamp ta' Higgs.
4. Tiftix esperimentali u l-anomalija OPERA
Fl-2011, il-kollaborazzjoni OPERA rrappurtat li n-newtrini muoniċi kienu waslu 60 nanosekondi qabel ma d-dawl kien jieħu biex jivvjaġġa l-istess distanza. Investigazzjonijiet sussegwenti żvelaw li l-anomalija kienet riżultat ta' żbalji esperimentali.
Konklużjoni
It-takjons jibqgħu kurjożita matematika eleganti u għodda teoretika vitali. Filwaqt li partikuli fiżiċi li jiċċaqalqu fl-ispazju aktar malajr mid-dawl qatt ma ġew misjuba, il-matematika sottostanti tal-massa immaginarja u l-kamp takjoniku huma assolutament ċentrali għall-fehim modern tagħna tat-teorija kwantistika tal-kamp u l-oriġini tal-massa fl-univers.