במודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, מהירות האור בוואקום (c) משמשת כגבול מהירות קוסמי מוחלט לכל צורות החומר והמידע הידועות. עם זאת, המסגרת המתמטית של היחסות אינה אוסרת במפורש את קיומם של חלקיקים הנעים תמיד מהר יותר מהאור. ישויות היפותטיות אלה ידועות בשם טכיונים.
1. המקור ההיסטורי של הטכיון
הפורמליזציה המודרנית של מושג הטכיון מיוחסת בעיקר ל-Gerald Feinberg, שטבע את המונח במאמרו ההיסטורי שפורסם ב-1967 ב-Physical Review. השם נגזר מהמילה היוונית tachys שמשמעותה "מהיר". כל החומר סווג לשלוש קטגוריות:
- ברדיונים: חלקיקים עם מסת מנוחה ממשית הנעים תמיד לאט מ-c.
- לוקסונים: חלקיקים חסרי מסה הנעים בדיוק ב-c.
- טכיונים: חלקיקים היפותטיים עם מסת מנוחה מדומה הנעים תמיד מהר מ-c.
2. הקינמטיקה של מסה מדומה
אם המהירות (v) גדולה מ-c, מסת המנוחה חייבת להיות מדומה: m₀ = iμ. איבוד אנרגיה מגביר את המהירות.
3. טכיונים בתורת שדה קוונטית ותורת המיתרים
עיבוי טכיוני פותר את אי-היציבות. הדוגמה המפורסמת ביותר היא שדה היגס. ב-תורת מיתרים בוזונית, סופר-סימטריה פתרה בעיה זו.
סיכום
טכיונים נותרים סקרנות מתמטית אלגנטית וכלי תאורטי חשוב. חלקיקים פיזיים מהירים מהאור מעולם לא נמצאו, אך המתמטיקה של מסה מדומה ושדות טכיוניים היא מרכזית להבנה המודרנית של תורת שדה קוונטית ומקור המסה ביקום.