0239: God Particles -
แต่เดิมเราเชื่อว่าอนุภาคพื้นฐานที่เล็กที่สุดที่เป็นส่วนประกอบของทุกสิ่งคือ อะตอม (คำว่าอะตอมเป็นภาษากรีกแปลว่า แบ่งแยกไม่ได้)
ต่อมาเราก็เชื่อว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่สำคัญคือ นิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอน อะตอมของธาตุแต่ละอย่างมีจำนวนนิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอนไม่เท่ากัน ทำให้ธาตุมีคุณสมบัติเฉพาะที่ต่างกันไป
ต่อมาเราก็เชื่อว่าที่จริงแล้ว นิวตรอนและโปรตอนไม่ใช่อนุภาคพื้นฐาน แต่ประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่เรียกว่า ควากส์ ซึ่งมีสองแบบคือ ขึ้น และ ลง (ตั้งชื่อง่ายไปหน่อยรึเปล่า?) โปรตอนประกอบด้วย ควากส์ขึ้น 2 ตัว กับควาส์กลง 1 ตัว ส่วนนิวตรอนประกอบด้วยควาสก์ลง 2 ตัวกับควากส์ขึ้น 1 ตัว
นั่นทำให้ความเชื่อเรื่องอนุภาคพื้นฐานเปลี่ยนไป เราเชื่อใหม่ว่า อนุภาคพื้นฐานของอะตอมจริงๆ แล้วประกอบด้วย อิเล็กตรอน ควากส์ขึ้น และควาสก์ลง ต่างหาก หลังจากนั้นก็มีคนค้นพบอนุภาคอีกอย่างหนึ่งที่ไม่ได้มีอิเล็กตรอน ควากส์ขึ้น หรือควากส์ลง เป็นส่วนประกอบ ชื่อว่า นิวตริโน ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีอยู่ทั่วไป แต่ตรวจจับยากมากเพราะมีขนาดเล็กว่าอิเล็กตรอนอย่างมาก สรุปแล้ว อนุภาคพื้นฐานที่ประกอบขึ้นเป็นเอกภพมีทั้งสิ้น 4 อย่างเท่านั้น คือ อิเล็กตรอน ควากส์ขึ้น ควากส์ลง และ (อิเล็กตรอน)นิวตริโน
นึกว่าทุกอย่างจะจบแล้ว แต่หลังจากนั้นก็ดันมีนักวิทยาศาสตร์ค้นพบอนุภาคอย่างใหม่ที่ไม่ได้มีอนุภาคพื้นฐานทั้งสี่ที่ว่ามาเป็นองค์ประกอบอีก เรียกว่า มิวออน ซึ่งสร้างความขัดใจให้กับวงการวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมาก เพราะทำให้ความเชื่อที่ว่าทุกสิ่งประกอบขึ้นจาก อิเล็กตรอน ควากส์ขึ้น ควากส์ลง และนิวตริโน นั้นเป็นความเชื่อที่ผิดไปเสียอีกแล้ว
หลังจากนั้นด้วยเทคโนโลยีที่สูงขึ้น ทำให้มีนักวิทยาศาสตร์ค้นพบอนุภาคใหม่ๆ ที่ไม่ได้เกิดจากอนุภาคพื้นฐานทั้งสี่อีกหลายตัว เช่น เทา มิวออนนิวตริโน ชามควากส์ ฯลฯ รวมแล้ว เราเจออนุภาคพื้นฐานไปแล้วทั้งสิ้น 12 อย่าง (ปวดหัว)
ที่น่าแปลกก็คือ อนุภาคเหล่านี้มีคุณสมบัติที่สามารถจับคู่กันได้อย่างน่าประหลาด ราวกับว่าธรรมชาติสร้างอนุภาคเหล่านี้ขึ้นมาอย่างจงใจ ตัวอย่างเช่น อนุภาคสามอย่างที่ไม่ใช่ควากส์ ได้แก่ อิเล็กตรอน มิวออน และเทา นั้นล้วนมีนิวตริโนเป็นคู่ของมันด้วยเสมอ (อิเล็กตรอนนิวตริโน มิวออนนิวตริโน เทานิวตริโน)
นอกจากอนุภาคพื้นฐานทั้ง 12 อย่าง ซึ่งเป็นอนุภาคที่มวลแล้ว โลกของเราก็ยังมีอนุภาคพื้นฐานอีก 3 อย่างที่ไม่มีมวล ได้แก่ กลูออน โฟตอน โบซอนz และโบซอนw อีกด้วย อนุภาคที่ไม่มีมวลเหล่านี้ทุกตัวสามารถจับคู่กับแรงพื้นฐานของเอกภาพได้ทั้งหมด กล่าวคือ แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์อย่างแรง และแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน เช่น กลูออนเกิดจากแรงนิวเคลียร์อย่างแรง โฟตอนเกิดจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้า โบซอนz และโบซอนw เกิดจากแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน (จะมีแต่แรงโน้มถ่วงเท่านั้นที่ยังหาอนุภาคที่เป็นคู่ของมันไม่พบ แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจะต้องอยู่อย่างแน่นอน ตั้งชื่อไว้แล้วล่วงหน้าว่า เรียกว่า กราวิตอน)
จากการศึกษาสมบัติของอนุภาคพื้นฐานทั้งมีมวลและไม่มีมวลทั้ง 16 อย่างนี้ นักวิทยาศาสตร์เจอช่องโหว่บางอย่าง ที่ทำให้เชื่อว่าจะต้องมีอนุภาคพื้นฐานอีกหนึ่งชนิด เรียกว่า Higgs Boson อยู่ด้วยอย่างแน่นอน อนุภาคที่ว่านี้จะเป็นตัวที่อธิบายว่าทำไมอนุภาคที่มีมวลทั้ง 12 ชนิดถึงมีมวล อนุภาคนี้จึงมีชื่อเล่นว่า God Particle เมื่อไรก็ตามที่มีการค้นพบ God Particle ทฤษฏีที่ว่าสรรพสิ่งทั้งหลายประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานทั้งสิ้น 16 อย่าง บวกกับ God Particle ก็จะได้รับการยืนยันทันที
นักวิทยาศาสตร์ค้นหาอนุภาคใหม่ๆ ได้ด้วยการใช้เครื่องเร่งอนุภาค เร่งอนุภาคสองตัวให้วิ่งชนกันแรงๆ เพื่อให้พลังงานถูกเปลี่ยนเป็นมวล (ตามกฏของไอน์สไตน์ E=mc^2) ซึ่งจะเกิดอนุภาคแปลกๆ ขึ้นมาได้ แต่เนื่องจากตามทฤษฏีแล้ว God Particle น่าจะเป็นอนุภาคที่มีมวลสูงมาก เครื่องเร่งอนุภาคที่ผ่านมายังจึงไม่มีเครื่องใดที่มีกำลังมากพอที่จะสังเคราะห์ God Particle ได้ โลกจึงกำลังตั้งความหวังกับเครื่องเร่งอนุภาค LHC ของสถาบัน CERN ซึ่งเป็นเครื่องยิงอนุภาคที่มีกำลังสูงที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา ที่จะค้นพบ God Particle ด้วยการเร่งให้โปรตอนวิ่งชนกันเองอย่างรุนแรงที่สุดเท่าที่เคยมีการทดลองมา
อย่างไรก็ตาม ถึง CERN จะค้นพบ God Particle แต่ก็สายไปแล้ว เพราะปัจจุบันโมเดลมาตรฐานดังกล่าวนี้ อธิบายทั้งหมดของเอกภพไม่ได้แล้ว เนื่องจากมันไม่สามารถอธิบาย antimatter, dark matter และ dark energy ซึ่งเรารู้ว่ามีอยู่ด้วยเหมือนกัน (นอกเหนือจากอนุภาคพื้นฐานทั้ง 17) สิ่งเหล่านี้กำลังถูกอธิบายด้วยทฤษฏีใหม่ๆ เช่น supersymmetry, superstring ซึ่งยังเป็นแนวคิดที่ยังต้องการหลักฐาน เพื่อพิสูจน์อีกมาก งานของนักฟิสิกส์ยังต้องมีอีกเยอะครับ
(สงสัยช่วงนี้ผมจะดูหนังมากเกินไป)
บทความแนะนำ
October 28th, 2009 at 4:18 pm
ดีว่า อ.อุ๊ สอนแค่ “นิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอน”
ไม่งั้น…. ชีวิตคงมีปัญหากว่านี้แน่ๆเลยครับ อิ อิ…
=
October 28th, 2009 at 7:44 pm
เครื่องมือดีขึ้น เหมือนจะเจออะไรที่ใหม่ขึ้นนะครับ งานเข้าละครับนักฟิสิกส์ เพราะว่าเครื่องไม้เครื่องมือ มีการฟัฒนาตลอดเวลา นับแต่โลกนี้มี วิทยาศาสตร์
October 28th, 2009 at 8:45 pm
นั่งอ่านอย่างลื่นไหลไปสักพัก จบด้วนๆ “งานของนักฟิสิกส์ยังต้องมีอีกเยอะครับ”
เอ่อ คือว่า … แล้วงานของนักเศรษฐศาสตร์ หมดแล้ว? … เลยมีเวลาดูหนัง (เหอ เหอ)
October 28th, 2009 at 8:52 pm
น่าสนใจมากเลยคับ ไม่น่าเชื่อว่าวงการวิทยาศาสตร์จะก้าวไปได้ไกลขนาดนี้
แต่เพิ่งรู้นะเนี่ย ว่าเด๋วมีนี้มีเยอะขนาดนี้แล้ว ไม่ได้ตามข่าวเลยแฮะ
October 28th, 2009 at 10:42 pm
นักวิทยาศาสตร์ศึกษาทุกอย่าง ยกเว้่น “ใจ”
เรียนถามผู้รู้นิดนึงครับว่าหากค้นพบ God Particles แล้ว นักวิทยาศาสตร์เค้าจะเอามันไปทำอะไรได้บ้างครับ (หรือจะเอาไปทำ Red matter แบบใน Star Trek ได้หว่า)
October 28th, 2009 at 11:09 pm
(สงสัยช่วงนี้ผมจะดูหนังมากเกินไป)
^
^
ขำ 555
October 28th, 2009 at 11:10 pm
“งานของนักฟิสิกส์ยังต้องมีอีกเยอะครับ” เอ่อ คือว่า … แล้วงานของนักเศรษฐศาสตร์ หมดแล้ว? … เลยมีเวลาดูหนัง (เหอ เหอ)
^
^
นี่ก็ขำ 555
October 28th, 2009 at 11:28 pm
ก็เครืองมือทางวิทยาศาสตร์ มันคือวัตถุนิครับ เลยแสวงหาความจริงด้วย ประสาทสัมผัสทั้ง 5 ผ่านวัตถุอีกที แต่ถ้าเป็นวิทยาศาสตร์ทางจิต พระพุทธเจ้าใช้สติเป็นเครื่องมือแสวงหาความจริงแท้ มาตั้งสองพันกว่าปีแล้วครับ ยุคหน้า มั้งครับที่นักวิทยาศาสตร์จะหันมาค้นคว้าทางจิตแทน
October 30th, 2009 at 8:17 am
ตอบตามความเข้าใจของตัวเองละกันนะครับ
คือ นักวิทยาศาสตร์ทั้งหลาย จะพยายามตอบปัญหาคลาสสิก คืออะไรที่เป็นอนุภาคพื้นฐานของสิ่งต่างๆในจักรวาล
ซึ่งถ้าได้คำตอบมาเนี่ย อาจจะทำให้เราเข้าใจว่าแต่ละอย่างเกิดจากอะไรมาประกอบกัน และถ้าเราเข้าใจพื้นฐานว่าแต่ละอย่างเกิดมาจากอะไร ก็อาจจะช่วยให้ทำความเข้าใจกับมันได้มากขึ้น
ซึ่งในโลกของวิทยาศาสตร์ ยังมีคำตอบหลายๆอย่างที่ยังตอบไม่ได้ เช่น สิ่งมีชีวิตในโลกเกิดขึ้นมาได้อย่างไร จักรวาลถือกำเนิดมาได้อย่างไร เป็นต้น
October 30th, 2009 at 4:21 pm
^-^ นาน ๆ ท่านสุมาอี้จะหลุดแนวซะทีนึง สงสัยจะดูเทวากับซาตานอินไปหน่อย
October 31st, 2009 at 11:24 am
(จะมีแต่แรงโน้มถ่วงเท่านั้นที่ยังหาอนุภาคที่เป็นคู่ของมันไม่พบ แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจะต้องอยู่อย่างแน่นอน ตั้งชื่อไว้แล้วล่วงหน้าว่า เรียกว่า กราวิตอน)– กำลังหาคำตอบเรื่องกราวิตอนอยู่เหมือนกัน ขอบคุณครับที่เขียนเรื่องนี้ขึ้นมา
November 18th, 2009 at 6:46 pm
เรื่อง 2012 มีพูดถึงอนุภาคนิวตริโนด้วยนะครับ บอกว่า ดวงอาทิตย์ปล่อยนิวตริโนออกมามากผิดปกติจนปฏิกริยากับของเหลวในแกนโลก ทำให้เปลือกโลก unstable
นิวตริโนเล็กมากครับ มันสามารถผ่านทะลุร่างกายของเราอยู่ตลอดเวลา โดยที่เราไม่รู้สึกอะไรเลย เป็น plot ที่เข้าทีทีเดียว
November 18th, 2009 at 11:09 pm
2012 เป็นยังไงมั่งครับพี่นรินทร์น่าดูไหมครับ อยากดูหนังแนวที่ให้ความรู้เรื่องวิทยาศาสตร์มากๆ หน่อย ไม่รู้เรื่องนี้จะเป็นอย่างไรมั่ง
ว่าแต่พี่นรินทร์เคยอ่านหนังสื Collapse ไหมครับ?
November 19th, 2009 at 7:20 am
เป็นหนังเน้นความบันเทิงมากกว่าวิทย์นะครับ เหอๆ
Collapse ยังไม่เคยอ่านครับ เกี่ยวกับเอกภพใช่หรือเปล่า?
November 21st, 2009 at 4:03 am
ในเรื่อง Angel & Demon ผมชอบความคิดที่ว่า
“ช้าลงหน่อย เรา (ทำลายโลก) เร็วเกินไปแล้ว” มากเลยครับ
ปล.
Collapse: How Societies Choose to Fail or Succeed
สนพ.เปิดให้โหลดฉบับเต็มมาอ่านฟรีๆ ได้ด้วยนะครับ
http://www.fringer.org/?p=450