Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
วัดขนาด “โปรตอน” ใหม่ได้เล็กลง 4% PDF พิมพ์

โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์ 26 กรกฎาคม 2553

หน้าปกวารสารเนเจอร์ซึ่งตีพิมพ์ผลการวิจัยวัดขนาดโปรตอนครั้งนี้ (เอเอฟพี)

 

     นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคใหม่ที่แม่นยำกว่าเดิม 10 เท่าหาขนาดที่แท้จริงของ “โปรตอน” ด้วยการวัดนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน พบว่ามีขนาดเล็กกว่าที่เคยคาด จากเดิมเชื่อว่ามีขนาด 0.8768 เฟมโตเมตร แต่วัดครั้งใหม่ได้ 0.8418 เฟมโตเมตร
       
       ทั้งนี้ นักฟิสิกส์สามารถวัดขนาดโปรตอนได้โดยการจับตาดูการทำอันตรกริยาของอิเล็กตรอนกับโปรตอน ซึ่งอิเล้กตรอนเดียวสามารถครอบครองระดับชั้นพลังงานที่แยกชั้นอย่างชัดเจนได้เพียงระดับเดียวเท่านั้น ซึ่งอธิบายได้ด้วยกฎของกลศาสตร์ควอนตัม บางระดับชั้นพลังงานนั้นขึ้นอยู่กับบางส่วนของขนาดโปรตอน และนักฟิสิกส์ได้ทำการวัดขนาดโปรตอนมาตั้งแต่ช่วง ค.ศ.1960 ด้วยวิธีที่ไม่แม่นยำนัก ซึ่งได้ขนาดรัศมีโปรตอนประมาณ 0.8768 เฟมโตเมตร โดย 1 เฟมโตเมตรมีค่าเท่ากับ 10-15 เมตร หรือมีขนาดเล็กกว่าเมตร 1,000 ล้านล้านเท่า

ห้องแล็บซึ่งใช้เลเซอร์วัดขนาดโปรตอน (ไซน์เดลี/Paul Scherrer Institute)


       
       ทีมนักฟิสิกส์นานาชาติ 32 คน ซึ่งนำโดย แรนดอล์ฟ พอห์ล (Randolf Pohl) จากสถาบันมักซ์พลังก์ด้านควอนตัมออพติกส์ (Max Planck Institute of Quantum Optics) ในเยอรมนี ได้ใช้ไฮโดรเจนเพื่อหาขนาดโปรตอน โดยเอเอฟพีอธิบายว่า พวกเขานำมิวออนลบเข้าไปแทนที่อิเล็กตรอนในไฮโดรเจนอะตอม ซึ่งมิวออนนั้นเป็นอนุภาคที่มีประจุเดียวกับอิเล็กตรอนแต่หนักกว่าถึง 200 เท่า และยังไม่ค่อยมีความเสถียรนัก มวลที่มากขึ้นของมิวออนทำให้อะตอมไฮโดรเจนมีขนาดเล็กลง และยังทำอันตรกริยากับโปรตอนได้มากกว่า จึงทำให้วัดโครงสร้างของโปรตอนได้แม่นยำกว่า
       
       วิธีการใหม่มีความแม่นยำกว่าเดิม 10 เท่า โดยขนาดของโปรตอนที่วัดได้ใหม่คือ 0.8418 เฟมโตเมตร ซึ่งแม้จะเล็กกว่าเดิมเพียง 4% แต่ทีมวิจัยระบุว่าสามารถสั่นคลอนพื้นฐานทฤษฎีพลศาสตร์ไฟฟ้าเชิงควอนตัม (quantum electrodynamics) ได้
       
       เพื่อวัดขนาดของโปรตอนไซน์เดลีระบุว่าทีมนักฟิสิกส์ใช้ลำเลเซอร์ระเบิดอะตอมไฮโดรเจนด้วยพลังงานในระดับจำเพาะ เพื่อกระตุ้นให้มิวออนกระโดดจากชั้นพลังงานหนึ่งไปอีกชั้นพลังงานหนึ่ง ตอนแรกพวกเขาไม่พบการเปลี่ยนแปลงใดๆ ตามที่คาด และเดาว่าน่าจะเป็นเพราะเลเซอร์ทำงานผิดพลาด แต่สุดท้ายพวกเขาได้ช่วงพลังงานที่เหมาะสมและพบการเปลี่ยนผ่านระดับพลังงานอย่างที่ต้องการ
       
       หากการขนาดโปรตอนล่าสุดถูกต้อง ผลการวัดก่อนนี้ซึ่งนำไปใช้ในการคำนวณหลายร้อยเรื่องกลายเป็นค่าที่ผิด หรืออาจเกิดปัญหาขึ้นกับทฤษฎีพลศาสตร์ไฟฟ้าเชิงควอนตัมเองได้ และไม่ว่าจะส่งผลในด้านใดนักฟิสิกส์ก็มีปัญหาใหญ่ที่ต้องหาทางอธิบาย
       
       “ตอนนี้นักทฤษฎีกำลังคำนวณสมการของพวกเขาใหม่ และมีการทดลองอีกมากที่จะต้องทำเพื่อยืนยันหรือคว่ำผลการทดลองล่าสุก ในอีก 2 ปีข้างหน้าเราจะทำการทดลองใหม่ด้วยอุปกรณ์เดิม แต่ครั้งหน้าเราจะใช้ฮีเลียมมิวออนิค (muonic helium) ** แทน” พอล อินดีลิคาโต (Paul Indelicato) ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาสต์เลอร์บรอสเซล (Kastler Brossel Laboratory) มหาวิทยาลัยปีแอร์แอนด์มารี คูรี (Pierre and Marie Curie University) ในกรุงปารีส ฝรั่งเศสกล่าว
       
       ** คือ ฮีเลียมที่ถูกแทนที่อิเล็กตรอนด้วยมิวออน


Views: 1772

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 405 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 9806670  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!