Partikula-fisikaren eredu estandarrean eta Albert Einstein-en erlatibitate bereziaren teorian, hutsean argiaren abiadurak (c) abiadura-muga kosmiko absolutu gisa funtzionatzen du materia eta informazio mota guztientzat. Hala ere, erlatibitatearen esparru matematikoak ez ditu argia baino azkarrago bidaiatzen duten partikulak esplizituki debekatzen. Entitate hipotetiko horiei takioiak deritze.
1. Takioien jatorri historikoa
Argia baino azkarrago doazen partikulen oinarri kontzeptuala XX. mende hasierara arte doa. 1917an, Richard Tolman fisikariak onartu zuen argia baino azkarrago bidaiatzeak kausalitate-urraketak eragingo lituzkeela erlatibitate bereziaren esparruan.
Hala ere, takioi-kontzeptuaren formalizazio modernoa Gerald Feinberg fisikariaren lana da batez ere, termino hau 1967ko bere artikulu seinalegarrian sortu zuena, Physical Review aldizkarian argitaratua. Izena grezierazko tachys hitzetik dator, "bizkorra" esan nahi duena.
2. Masa irudikarien zinematika
Takioiak ulertzeko, energia-momentu ekuazio erlatibista aztertu behar dugu:
Argia baino azkarrago bidaiatzen duen partikula baten kasuan, abiadura (v) c baino handiagoa bada, erro karratuaren barneko terminoa (1 - v²/c²) negatiboa bihurtzen da. Energia osoa (E) zenbaki errealtzat mantentzeko, geldi-masak (m₀) ere zenbaki irudikaria izan behar du.
Energia-abiadura erlazioa alderantziz
Takioien propietate harrigarrienetako bat hauxe da: energia galtzen dutenean, abiadura handitzen zaie. Takioi baten energia zerora hurbiltzen den heinean, bere abiadura infinituraino hurbiltzen da. Argiaren abiadurak zoru bat bezala funtzionatzen du takioientzat.
3. Takioiak eremu kuantikoen teorian
Eremu kuantikoen teorian (QFT), takioia ez da nahitaez argia baino azkarrago bidaiatzen duen partikula, baizik eta sistemaren ezegonkortasun baten adierazlea. Masa irudikaria duen eremu batek (eremu takionikoa) potentzial-energiaren maximo lokal batean dagoen konfigurazio bat adierazten du.
Ezegonkortasun hau takioi-kondentsazioaren bidez konpontzen da. Adibide ospetsuena Higgs eremua da. Unibertso goiztiarrean, Higgs eremua teknikoki takionikoa zen. Unibertsoa hozten zen heinean, eremuak takioi-kondentsazioa jasan zuen.
4. Bilaketa esperimentalak
Hamarkada askotan zehar, fisikariek takioi-partikulen bilaketa zorrotzak egin dituzte izpi kosmikoen detektagailuak eta partikula-azeleragailuak erabiliz. 2011n, OPERA kolaborazioak muoi-neutrinoak argia baino 60 nanosegundo lehenago iritsi zirela jakinarazi zuen. Hala ere, anomalia ekipo-erroreetara bideratu zen.
Ondorioa
Takioiak jakinmin matematiko dotore bat eta tresna teoriko garrantzitsu bat izaten jarraitzen dute. Argia baino azkarrago espazioan zehar doazen partikula fisikoak ez dira inoiz detektatu, baina masa irudikariaren eta eremu takionikoen azpiko matematikak funtsezkoak dira eremu kuantikoen teoria modernoa eta unibertsoko masaren jatorria ulertzeko.