Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow เซิร์นพบ'อนุภาคพระเจ้า' บันไดไขปริศนา'จักรวาล'
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
เซิร์นพบ'อนุภาคพระเจ้า' บันไดไขปริศนา'จักรวาล' PDF พิมพ์
 ธีรนัย จารุวัสตร์


เซิร์นเผยภาพกราฟิกการชนกันของอนุภาคพลังงานสูง
 

ตลอดสัปดาห์ที่ผ่านมาวงการวิทยา ศาสตร์ทั่วโลกต่างชื่น ชมยินดีกับข่าวการค้นพบ'อนุภาค'ที่มีลักษณะตรงตาม'อนุภาค ฮิกส์ โบซอน'(Higgs Boson) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ค้นหามานานกว่า 40 ปี

เรื่องนี้สร้างกระแสฮือฮาตั้งแต่ทีมวิจัยขององค์การวิจัยนิวเคลียร์ยุโรป หรือ'เซิร์น'ระบุว่า จะจัดงานแถลงข่าวที่ศูนย์ปฏิบัติการซึ่งตั้งอยู่ใกล้เมืองเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เพื่อประกาศข่าวชิ้นสำคัญ

จนมีข่าวลือส่งต่อกันในอินเตอร์เน็ตว่า เซิร์นค้นพบ'อนุภาคฮิกส์'แล้ว ทำให้นักฟิสิกส์และผู้สนใจวิทยาศาสตร์ทั่วโลกติดตามข่าวนี้อย่างใจจดใจจ่อ

บางคนเตือนว่า เมื่อปี 2553 ก็มีข่าวลือว่าอนุภาคฮิกส์ถูกค้นพบแล้ว แต่สุดท้ายเป็นแค่ข่าวลือ

ขณะที่บางคนเตรียมทำใจว่า เซิร์นอาจประกาศยกเลิกโครงการวิจัยอนุภาคฮิกส์ เพราะผลการทดลองล้มเหลวก็เป็นได้ เพราะก่อนหน้านี้ทีมวิจัยของ'เฟอร์มิแล็บ'ในรัฐอิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกา เพิ่งยุติการค้นหาอนุภาคฮิกส์เมื่อปีที่แล้ว หลังคว้าน้ำเหลวมาตลอด

จนกระทั่ง 4 ก.ค. ศ.รอฟ ฮอยเออร์ ผู้อำนวยการเซิร์น พร้อมทีมวิจัย จึงประกาศข่าวที่หลายคนเฝ้ารอมาเป็นเวลา 40 ปี

อนุภาคฮิกส์โบซอน หรือที่นักวิทยาศาสตร์ขนานนามว่า'อนุภาคพระเจ้า'(God Particle) มีความสำคัญต่อวิทยาศาสตร์อย่างไร?

ว่ากันตามแนวคิด'ฟิสิกส์ขั้นพื้นฐาน'จักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาลที่เราอาศัยอยู่นี้ เต็มไปด้วยองค์ประกอบสำคัญทั้งหมด 3 ประเภท

ประเภทที่หนึ่ง ควากส์ (Quarks) หมายถึงบรรดาอนุภาคอย่างนิวตรอนและโปรตอน ซึ่งพบในใจกลางของปรมาณู (อะตอม) ซึ่งร่างกายของเรา หรือสิ่งต่างๆ รอบตัวเราทั้งหลายล้วนแต่เป็นปรมาณูจำนวนมหาศาลเรียงตัวอยู่นั่นเอง

ประเภทที่สอง เลปตอน (Lepton) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอิเล็กตรอน มักพบได้ในปรมาณูคู่กับโปรตอนและนิวตรอน ก็เป็นอนุภาคเลปตอนชนิดหนึ่ง

ประเภทที่สามคือ ตัวส่งผ่านแรง (Force Carrier) ซึ่งเป็นพลังที่เคลื่อนที่อยู่รอบจักรวาลของเรา เช่น แสง ไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และกัมมันตภาพรังสีต่างๆ หรือที่นักฟิสิกส์เรียกรวมๆ ว่า'โบซอน'

1.แผนที่ตั้งเครื่องทดลองใต้ดินของ CERN เนื้อที่คาบพรมแดนฝรั่งเศส-สวิส

2.ผอ.เซิร์นยกนิ้วขณะแถลงข่าว

3.เฮสนั่นหอประชุม

4.ชมกันอย่างลุ้นระทึก

5.-6.เครื่องตรวจจับ CMS

7.ปีเตอร์ ฮิกส์

8.รอยอนุภาคชนกัน (photon-photon collission)


ในอดีต ถึงแม้วงการวิทยา ศาสตร์จะเข้าใจมาตลอดว่า จักรวาลประกอบด้วยส่วนประกอบขั้นพื้นฐาน 3 ประการที่กล่าวมา

แต่นักฟิสิกส์ก็ยังตอบไม่ได้ว่า บรรดาอนุภาค ปรมาณู ตลอด จนวัตถุต่างๆ มีมวลเป็นรูปเป็นร่างได้อย่างไร

ทำไมจึงไม่กระจัดกระจายกันไปคนละทิศคนละทาง (คล้ายกับเราอยู่ในอาคารหลังหนึ่งที่ก่อสร้างด้วยเสาเข็มที่ล่องหนอยู่ ตลอดเวลาที่ผ่านมาเราได้แต่สงสัยว่าทำไมตึกหลังนี้จึงไม่พังทลายลงมา)

คำถามนี้เป็นปริศนาสำคัญในการเข้าใจกลไกของจักรวาลมาตลอด จนกระทั่งในปี 1964'ปีเตอร์ ฮิกส์'นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเสนอสมมติฐานอันโด่งดังว่า ในเสี้ยววินาทีหลังจากจักรวาลอุบัติขึ้น (หรือที่เรียกว่า ปรากฏการณ์บิ๊กแบง) ก็เกิดเป็นโบซอนชนิดพิเศษ อนุภาคนี้กระจายตัวไปทั่วจักรวาล นำมวลไปให้อนุภาคและสสารทั้งปวงที่มัน วิ่งผ่าน

วงการวิทยาศาสตร์จึงตั้งชื่อโบซอนพิเศษที่นายฮิกส์สมมติขึ้นมา ตามชื่อของเขาว่า'อนุภาค ฮิกส์ โบซอน'นั่นเอง

ส่วนเหตุที่บางคนเรียกอนุภาคฮิกส์ว่าเป็น'อนุภาคพระเจ้า'เพราะความสำคัญของอนุภาคนี้ คือ ผู้ให้มวลแก่องค์ประกอบของจักรวาล

หากไม่มีอนุภาคฮิกส์ สิ่งต่างๆ ในจักรวาลของเรา ตั้งแต่ปรมาณูเล็กจิ๋ว จนถึงดาวเคราะห์ยักษ์ ก็จะไม่กำเนิดขึ้นเลย เพราะไม่มีมวลยึดเหนี่ยวอนุภาคมูลฐานเข้าด้วยกัน

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากชี้ว่า จริงๆ แล้วควรจะเรียกว่า'อนุภาคกวนประสาท'(Goddamn Particle) เพราะถึงแม้นายฮิกส์จะตั้งสมมติฐานไว้ แต่ก็ไม่มีใครเคยค้นพบหรือสังเกตการณ์อนุภาคนี้เสียที ทั้งที่ใช้งบประมาณและเวลาจำนวนมากในการทดลอง

ห้องทดลองบางแห่งก็ยกเลิกโครงการนี้ไป เช่น'เฟอร์มิแล็บ'ที่กล่าวมาตอนต้น

นอกจากนี้ นายฮิกส์ เจ้าของแนวคิดอนุภาคฮิกส์ ยังเป็นคนที่ไม่นับถือศาสนาและไม่มีความเชื่อเรื่องพระเจ้าด้วย เขาเคยแสดงความไม่พอใจที่สื่อมวลชนมักรายงานข่าวเกี่ยวกับอนุภาคนี้ว่าเป็น'อนุภาคพระเจ้า'

ตลอด 40 ปีที่ผ่านมา ถึงแม้นักวิทยาศาสตร์จะจับต้องหรือทดลองกับ'อนุภาคสมมติ'นี้ไม่ได้ แต่แนวคิดเรื่องอนุภาคฮิกส์ ช่วยเติมเต็มความเข้าใจจักรวาลขั้นมูลฐานได้มากขึ้น สาเหตุที่นักฟิสิกส์ไม่สามารถกล่าวได้เต็มปากว่า'อนุภาคฮิกส์มีอยู่จริง'เป็นเพราะวิธีการทางวิทยาศาสตร์เน้น'หลักฐาน'และ'ความแน่นอน'เป็นสำคัญ ก่อนสรุปอะไร

อีกภาพที่เป็นร่องรอยอนุภาคชนกัน
 


ในทางฟิสิกส์ใช้หน่วยวัดความแน่นอนของการทดลองเป็น'ซิกม่า'หมายถึง มีโอกาสเพียงใดที่สิ่งที่ค้นพบเป็นเพียงความบังเอิญ หรือความผิดพลาดเฉยๆ มิใช่การค้นพบที่แท้จริง

ตามหลักฟิสิกส์ การยืนยันอนุภาคใหม่จะต้องเริ่มต้นที่ 3 ซิกม่าเป็นอย่างต่ำ ซึ่งคือ มีโอกาสเพียง 1 ใน 750 ว่าผลการทดลองผิดพลาด แต่หากประกาศว่าค้นพบอนุภาคใดๆ การทดลองนั้นๆ จะต้องได้ระดับ 5 ซิกม่า หรือ มีโอกาสที่ผลการทดลองผิดพลาดเพียง 1 ใน 3.5 ล้าน

ปี 2551 เซิร์นเดินหน้าใช้เครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่ (LHC) ปล่อยลำแสงโปรตอนวิ่งวนเพื่อให้ชนกันและสังเกตการณ์อนุภาคที่ชนกันนี้ว่า มีสิ่งใดที่เข้าข่ายเป็นอนุภาคฮิกส์ได้บ้าง ทั้งนี้ คาดว่าอนุภาคฮิกส์น่าจะมีมวลประมาณ 115-152 อิเล็กตรอนโวลต์ (หน่วยวัดมวลและพลังงานของอนุภาค) หรือมากกว่าโปรตอนทั่วไปร้อยเท่าตัว

และแล้วในที่สุด วันที่ 4 ก.ค. 2555 ท่ามกลางกระแสฮือฮาทั่วโลก ผู้อำนวยการเซิร์นประกาศต่อบรรดานักวิจัยที่มารอฟังการแถลงข่าวเต็มหอประชุมว่า เซิร์นได้เทียบข้อมูลจาก 2 ทีมที่ทำงานแยกกัน คือทีม ATLAS และทีม CMS ระบุตรงกันว่า ทีมวิจัยพบอนุภาคที่มีมวล 126 อิเล็กตรอนโวลต์ และมีคุณสมบัติตรงสมมติฐาน'อนุภาคฮิกส์!'

อีกทั้งการทดลองจากทั้งสองแห่งยังบรรลุระดับความมั่นใจถึง 4.9 ซิกม่า หรือเกือบสมบูรณ์แบบที่ 5 ซิกม่า หรือเท่ากับว่า มีโอกาสเป็นได้เพียง 1 ใน 2 ล้าน ที่การทดลองจะผิดพลาด

คำประกาศนี้ เรียกเสียงเฮและปรบมือดังสนั่นในหอประชุม

ด้าน นายปีเตอร์ ฮิกส์ เจ้าของสมมติฐานอันโด่งดัง ในวัย 83 ปี ถึงกับหลั่งน้ำตาด้วยความยินดีที่ได้เห็นงานวิจัยที่ตนเสนอไว้เมื่อ 40 กว่าปีที่แล้วได้รับการพิสูจน์ในที่สุด

อย่างไรก็ตาม ด้วยความรอบคอบอย่างถึงที่สุดตามประสานักวิทยาศาสตร์ เซิร์นยังไม่ยอมยืนยันการค้นพบอนุภาคฮิกส์อย่างเป็นทางการ โดยระบุว่ายังต้องทดลองเพิ่มเติมอีกเพื่อความมั่นใจ

นอกจากนี้ ถึงแม้ปริศนาว่าด้วยอนุภาคฮิกส์จะสิ้นสุดลงแล้ว แต่ยังมีปริศนาอื่นๆ ในจักรวาลอีกมากคณานับ รอวันวิทยาศาสตร์ไขให้กระจ่าง

เช่น'พลังงานมืด'ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นแรงลึกลับที่ผลักให้กาแล็กซีต่างๆ หนีห่างออกจากกัน และ'สสารมืด'

หนทางสู่ความเข้าใจจักรวาลอันไพศาลนี้ จึงเพิ่งเริ่มต้นเท่านั้น


'ไทย'ก็มีส่วนร่วม-ศึกษาจักรวาล

ศ.ดร.เดวิด รูฟโฟโล จากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ให้สัมภาษณ์'ข่าวสด'ถึงการค้นพบอนุภาคฮิกส์ของเซิร์น ว่า

การค้นพบนี้ยืนยันสิ่งที่บรรดานักฟิสิกส์ตั้งสมมติฐานมาตลอด ฉะนั้นจึงมิได้ส่งผลกระทบต่อวิชาฟิสิกส์ทั่วไปนัก แต่จะทำให้วงการวิทยาศาสตร์เดินหน้าทำความเข้าใจจักรวาลมากยิ่งขึ้น

โครงการนี้ของเซิร์นใช้งบประมาณมหาศาลก็จริง แต่สำหรับคนวิจารณ์ว่าควรเอาเงินไปลงทุนกับสิ่งที่จับต้องได้หรือนำมาใช้ประโยชน์ได้มากกว่านั้น ศ.ดร.รูฟโฟโล กล่าวว่าที่ผ่านมา 50 ปี การค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ขององค์การเซิร์นก็นำไปต่อยอดเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญ เช่น อินเตอร์เน็ต ซึ่งปัจจุบันนี้เซิร์นก็กำลังพัฒนา'กริด คอมพิวติ้ง'(Grid Computing) ซึ่งเป็นการแชร์ข้อมูลกันโดยไม่ต้องจำกัดที่ประเทศใดประเทศหนึ่ง

การค้นพบ ฮิกส์ โบซอน นี้จะนำมาใช้ประโยชน์ได้แน่นอน แต่ที่สำคัญกว่านั้นการค้นคว้าเหล่านี้ช่วยตอบข้อสงสัยของมนุษย์ที่ไม่สิ้นสุดเกี่ยวกับจักรวาลที่เราอาศัยอยู่

ศ.ดร.รูฟโฟโล กล่าวว่า วงการฟิสิกส์ทั่วโลกจะหันมาสนใจ พลังงานมืดและสสารมืดมากขึ้น ซึ่งถือเป็นร้อยละ 94 ของจักรวาล สสารและพลังงานทั่วไปที่เรามองเห็นเป็นเพียงร้อยละ 6 เท่านั้น ประเทศไทยก็มีส่วนร่วมในการศึกษาจักรวาลเช่นกัน เช่น สถานีตรวจวัดนิวตรอนสิรินธร บนดอยอินทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่

นอกจากนั้น ศ.ดร.รูฟโฟโล ยังตั้งความคาดหวังด้วยว่า ภายในชั่วชีวิตของเราคงจะมีโอกาสเข้าใจกลไกที่สำคัญของจักรวาลอย่างแน่นอน

Views: 1289

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 40 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 7995932  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!