Dalam model standard fizik zarah dan teori kerelatifan khas Albert Einstein, kelajuan cahaya dalam vakum (c) berfungsi sebagai had kelajuan kosmik mutlak. Walau bagaimanapun, rangka kerja matematik kerelatifan tidak secara eksplisit melarang kewujudan zarah yang sentiasa bergerak lebih laju dari cahaya. Entiti hipotetikal ini dikenali sebagai takion.
1. Asal Usul Sejarah Takion
Asas konseptual untuk zarah lebih laju dari cahaya bermula pada awal abad ke-20. Pada 1917, ahli fizik Richard Tolman menyedari bahawa perjalanan lebih laju dari cahaya dalam rangka kerja kerelatifan khas akan membawa kepada pelanggaran kausaliti.
Gerald Feinberg mencipta istilah ini dalam kertas kerja 1967 beliau. Nama ini berasal dari perkataan Yunani tachys yang bermaksud "pantas". Semua bahan diklasifikasikan kepada tiga kategori:
- Bradion: Zarah dengan jisim rehat nyata yang sentiasa bergerak lebih perlahan dari c.
- Lukson: Zarah tanpa jisim yang bergerak tepat pada c (contohnya foton).
- Takion: Zarah hipotetikal dengan jisim rehat khayalan yang sentiasa bergerak lebih laju dari c.
2. Kinematik Jisim Khayalan
Jika halaju v melebihi c, sebutan di bawah punca kuasa dua menjadi negatif. Untuk jumlah tenaga E kekal sebagai nombor nyata, jisim rehat m₀ juga mestilah nombor khayalan.
Hubungan Tenaga-Halaju Songsang
Untuk takion, kehilangan tenaga meningkatkan halajunya. Apabila tenaga takion menghampiri sifar, kelajuannya menghampiri infiniti. Kelajuan cahaya bertindak sebagai lantai yang tidak boleh dilalui untuk takion.
3. Takion dalam Teori Medan Kuantum dan Teori Tali
Dalam teori medan kuantum, takion difahami sebagai petunjuk ketidakstabilan dalam sistem. Ini diselesaikan melalui pemeluwapan takion. Contoh paling terkenal ialah medan Higgs. Dalam teori tali bosonik, keadaan asas tali ialah takion, menunjukkan teori itu tidak stabil.
Kesimpulan
Takion kekal sebagai keingintahuan matematik yang elegan dan alat teori yang penting. Matematik asas jisim khayalan dan medan takionik adalah penting untuk pemahaman moden kita tentang teori medan kuantum dan asal usul jisim di alam semesta.