วิศวกร VS ฟิสิกส์ยุคใหม่

                                                                                                           (ตอนที่๒)
Download PDF File

     ๓. อนุภาคพระเจ้า (GOD PARTICLE) อันที่จริงชื่อที่เป็นทางการคือ อนุภาคฮิกส์ (HIGGS PARTICLE) โดยตั้งตามชื่อศาสตราจารย์นักฟิสิกส์อังกฤษชื่อคุณ ปีเตอร์ ฮิกส์ (หนุ่มน้อยรูปหล่อสวมแว่นเคียงข้างสาวน้อยคนสวยในรูป) ซึ่งได้ทำนายว่าตามทฤษฎีโครงสร้างมาตรฐานของอนุภาคทางฟิสิกส์แล้ว จะต้องมีอนุภาคดังกล่าว และภายหลังที่ถูกพิสูจน์และได้ผลการทดลองว่ามันมีอยู่จริงตามทฤษฎี (ซึ่งเราเห็นผ่านมาแล้วโดยแสดงเป็นลูกกลมสีน้ำเงินในรูปของหัวข้อที่ ๒ ตอนที่ ๑) เขาจึงไดัรับรางวัลโนเบลตามที่เป็นข่าวฮือฮากันในแวดวงนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกเมื่อไม่นานมานี้

     ถึงตอนนี้ท่านผู้อ่านคงสงสัยว่า อะไรคือสาเหตุที่ทำให้ต้องเรียกอนุภาคนี้ว่า อนุภาคพระเจ้า แน่นอนเหตุผลคงไม่ใช่ว่าเพราะพระเจ้าสร้างขึ้นมาจริงๆ  (ด้วยเหตุผลที่เป็นที่รู้กันทั่วไปว่าในแวดวงวิทยาศาสตร์นั้นนักวิทยาศาสตร์ไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า)  แต่ที่แน่นอนนั้นต้องเป็นเรื่องที่สำคัญและมหัศจรรย์พิลึกกึกกือ ดุจดังเช่นพระเจ้าสร้างขึ้นมาทีเดียว (หรือว่ามีพระเจ้าอยู่จริงๆ?? ) โดยที่เราจะได้เห็นกันต่อไป

SOURCE : www.genevairishpubs.com

                                                                                (การ์ตูนนี้สำหรับผู้อ่านที่อ่านบทความแล้วยังไม่ GET อารมณ์ขัน)

     อันที่จริงสำหรับคนที่พอจะคุ้นเคยกับทฤษฎีโครงสร้างมาตรฐานของอนุภาคทางฟิสิกส์ จะรู้ว่าการค้นพบอนุภาคพระเจ้านั้น เป็นเพียงการพิสูจน์ถึงการมีอยู่ของ สนามพลังฮิกส์ (HIGGS FIELD) ซึ่งจะก่อเกิดเป็น อนุภาคฮิกส์ เมื่อมัน (สนามพลัง) ถูกรบกวนอย่างรุนแรง ซึ่งจะได้พูดถึงรายละเอียดต่อไป

     สำหรับตอนนี้สิ่งสำคัญที่เราต้องรู้ถัดมาตามทฤษฎีก็คือ สนามพลังนี้มีอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาล โดยที่สำคัญซึ่งเป็นจุดไคลแมกก็คือ มันเป็นวัตถุดิบที่ก่อเกิดเป็น “มวล” (MASS) ของอนุภาคพื้นฐานทุกชนิด เช่น อีเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของวัตถุทุกอย่าง รวมทั้งตัวเราด้วย (ตามที่ได้กล่าวถึงแล้วในหัวข้อที่ ๒ ของตอนที่ ๑) พอถึงตอนนี้เราคงจะมองภาพออกว่าทำไมมันถึงสำคัญเทียบเทียมกับพระเจ้า เหตุผลก็เพราะ ไม่มีมัน-ไม่มีเรา

     ๓.๑ กำเนิดอนุภาคพระเจ้า ตอนนี้เราจะลองมาพิจารณาถึงรายละเอียดว่าทำไมอนุภาคนี้มันถึงสำคัญนัก ทำให้ถึงกับเปรียบเทียบว่าเท่ากับพระเจ้าสร้างดังที่เกริ่นมาแล้ว โดยเริ่มแรกเราจะมาดูกันว่านักวิทยาศาสตร์เขาทำการทดลองเพื่อพิสูจน์ว่าพบมันได้อย่างไรโดยคร่าวๆ

     อ้างตามรูปการทดลองค้นหาอนุภาคพระเจ้า เมื่อดูจากด้านบนซ้ายมือ เริ่มต้นด้วยวัตถุ (ลูกแอปเปิล) แล้วไล่ไปทางขวามือจะพบอะตอม (ของลูกแอปเปิล) และต่อไปจะเจอนิวเคลียส (ของอะตอม) ซึ่งประกอบด้วยโปรตอน (ลูกกลมสีฟ้า) และนิวตรอน(ลูกกลมสีเหลือง) เกาะรวมกันอยู่ ถัดไปเป็นภายในโปรตอนที่แสดงเป็นรูป ลูกตุ้มสามแขนสีฟ้า ซึ่งหมายถึง อนุภาคควาก (QUARK PARTICLES) ๓ ลูกยึดติดกัน

รูปการทดลองค้นหาอนุภาคพระเจ้า

     ถัดมา ลูกตุ้มสามแขนสีฟ้า ๒ ลูก ด้านขวามือของรูป (ซึ่งคือโปรตอน ๒ ตัว) จะวิ่งวกลงมาเพื่อย้อนกลับไปด้านซ้ายตามแนวเส้นสีดำ เข้าสู่อุโมงค์ใต้ดินวงกลมรูปทรงกลม (วงกลมสีฟ้า) โดยจะวิ่งสวนทางกันด้วยความเร็วสูง และเมื่อเจอกันในบริเวณที่แสดงเป็นสีแดงของวงกลม (ของอุโมงค์) ก็จะชนกันอย่างแรง และแตกกระจายรอบตัวเป็นห่าฝนของอนุภาคต่างๆรวมทั้ง อนุภาคฮิกส์  ซึ่งแสดงเป็นลูกกลมสีฟ้าเล็กๆ (ในบริเวณที่แสดงเป็นสีเหลืองบนพื้นสีส้มที่มุมล่างซ้ายมือของรูป) โดยสามารถตรวจสอบได้ด้วย เครื่องวัด (PARTICLES DETECTOR) ที่แสดงเป็นส่วนของโครงสร้างทรง ๑๒ เหลี่ยม ขาว – แดงหลายๆชั้นในรูป

ถึงตอนนี้เราได้รู้อย่างคร่าวๆว่า อนุภาคพระเจ้า เกิดขึ้นได้จากการชนกัน ของโปรตอนที่มีพลังงานจลน์สูงมากๆ เพราะมันวิ่งด้วยความเร็วสูงมากๆ (ใกล้ความเร็วแสง) จากการเร่งโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในท่อภายในอุโมงค์ที่ใหญ่และยาวมากๆ (ดังแสดงในรูป) และผลจากการชนดังกล่าวทำให้พลังงานเปลี่ยนเป็นอนุภาคที่ต้องการ

     สำหรับขั้นตอนการทดลองทั้งหมดที่เกิดขึ้นด้วยอุปกรณ์ที่ถูกเรียกว่า LARGE HADRON COLLIDER (LHC) ซึ่งถ้าแปลเป็นไทย คงจะได้อะไรประมาณว่า เครื่องชนอนุภาคขนาดยักษ์ ที่ใหญ่ทีสุดในโลก ของโครงการThe European Organization for Nuclear Research (CERN) และถ้าใครสนใจในรายละเอียดสามารถดูได้ที่ www.cern.org

    ท้ายนี้เราได้รู้แล้วว่าอนุภาคพระเจ้าเกิดอย่างไร  ในครั้งต่อไปเราจะพิจารณาดูว่าจริงๆแล้วมันมีรูปร่างอย่างไร  จะเป็นลูกกลมๆเหมือนที่เราได้เห็นผ่านมาหรือไม่ โปรดติดตามตอนต่อไปนะครับ