Einstein'in ozel gorelilik teorisinde, vakumdaki isik hizi (c) bilinen tum madde ve bilgi bicimleri icin mutlak bir kozmik hiz siniri olarak gorulur. Ancak goreliligin matematiksel cercevesi, her zaman isiktan hizli seyahat eden parcaciklarin varligini acikca yasaklamaz. Bu hipotetik varliklara takyon adi verilir.
1. Takyonlarin Tarihsel Kokeni
Modern takyon kavraminin formalize edilmesi, 1967'de Physical Review'da yayinlanan "Isiktan Hizli Parcaciklarin Olasiligi" baslikli makalesiyle Gerald Feinberg'e atfedilir. Isim, Yunanca tachys (hizli) kelimesinden turetilmistir. Ayni zamanlarda E.C.G. Sudarshan, O.M.P. Bilaniuk ve V.K. Deshpande, superluminal parcaciklar icin bagimsiz olarak benzer fikirler gelistirmislerdir.
Tum madde isik hiziyla iliskisine gore uc kategoriye ayrilmistir: bradyonlar (v < c), luksonlar (v = c) ve takyonlar (v > c).
2. Sanal Kutle Kinematiqi
Relativistik enerji-momentum denklemi: E² = (pc)² + (m₀c²)². Isiktan hizli bir parcacik icin v > c oldugundan, (1 - v²/c²) terimi negatif olur. Toplam enerjinin reel kalabilmesi icin durgun kutlenin sanal olmasi gerekir: m₀ = iμ.
Ters Enerji-Hiz Iliskisi
Siradan madde icin enerji eklemek hizi artirirken, takyonlarda iliski terstir: enerji kaybetmek hizi arttirir. Bir takyonun enerjisi sifira yaklastikca hizi sonsuza yaklasir. Isik hizi, takyonlar icin asilamaz bir taban gorevi gorur.
3. Kuantum Alan Teorisi ve Sicim Teorisi
Kuantum alan teorisinde takyon, bir parcacigin isiktan hizli seyahati yerine, sistemdeki bir kararsizlik olarak anlasilir. Bu kararsizlik, takyon yogunlasmasi sureciyle cozulur. En unlu ornegi Higgs alanidir. Evrenin erken donemlerinde Higgs alani teknik olarak takyonikti.
Bozonik sicim teorisinde, sicimin en dusuk enerji durumu bir takyondur. Bu soruna supersimetri eklenmesiyle superstring teorisi cozum getirmistir.
4. Deneysel Arastirmalar
Onlarca yildir fizikcilar kozmik isin detektorleri ve parcacik hizlandiricilari kullanarak takyon aramistir. 2011'deki OPERA deneyi, muon notrinolarinin isiktan hizli seyahat ettigini bildirmistir. Ancak bu anomali deneysel olcum hatalarina (gevsek fiber optik kablo) baglanmis ve takyon hipotezi terkedilmistir.
Sonuc
Takyonlar zarif bir matematiksel merak ve hayati bir teorik arac olmaya devam etmektedir. Fiziksel parcaciklar olarak gozlemlenememis olsalar da, sanal kutle ve takyonik alanlarin matematigi kuantum alan teorisi ve evrendeki kutlenin kokeni anlayisimizin merkezindedir.