|
Anti-matter,
Anti-Universe: โลกในกระจกเงา
หลายๅครั้งที่เราส่องดูเงาตัวเองในกระจก
คงจะเคยนึกดูเล่นๆ นะคะว่า คนที่อยู่ในกระจกที่หน้าตาเหมือนเราเปี๊ยบนั้น
จะมีตัวตนจริงๆ มั้ยน้า... เขาดูเหมือนเราทุกอย่าง เพียงแต่สลับซ้ายขวากับเราเท่านั้นเอง
เปล่าค่ะ... หนุงหนิงไม่ได้ชวนท่านผู้อ่าน
มานั่งส่องกระจกกันหลอกค่ะ เพี่ยงแต่กำลังคิดว่า ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ก็กำลังคิดปัญหานี้อยู่เหมือนกัน
...ปัญหาโลกในกระจก... เพียงแต่ว่ากระจกของนักวิทยาศาสตร์ไม่ใช่กระจกเงา
แต่เป็นประจุไฟฟ้าค่ะ
จับอิเลคตรอนมาส่องกระจก
วัตถุต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเรา ไม่ว่าจะเป็น
รถยนต์ คอมพิวเตอร์ หรือ แม้แต่ตัวของเราเอง ล้วนประกอบขึ้นมาจากอนุภาคเล็กๆ
มากมาย ยกตัวอย่างเช่น โปรตรอน
และ อิเลคตรอน
โปรตอนเป็นอนุภาคที่มีประจะไฟฟ้าเป็นบวก
และแบ่งแยกออกไปได้อีกเป็นอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่า คว็ากซ์
(Quark)
ส่วนเจ้าอิเลคตรอนนั้นมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ และไม่สามารถแบ่งย่อยลงไปได้อีก
เจ้าอิเลคตรอนนี่เองค่ะ ที่วิ่งไปวิ่งมาทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า
บางคนอาจจะสงสัยว่า เอ๋... ทำไม่อิเลคตรอนต้องมีประจุลบด้วยนะ?
อิเลคตรอนที่มีประจุบวกไม่มีหรือ
ในปี ค.ศ. 1928 ระหว่างที่นักฟิสิกส์
Paul Dirac กำลังยุ่งอยู่กับการคิดทฤษฎี
ที่จะใช้อธิบายทฤษฎีควอนตัม และทฤษฎีสัมพัทธ์ภาพพิเศษ เขาก็ได้คนพบสมการคณิตศาสตร์
ที่สำคัญที่สุดอันหนึ่งในวิชาฟิสิกส์ ซึ่งเรียกว่า Dirac equation
ที่สำคัญสูตรคณิตศาสตร์ดังกล่าว ได้ทำนาย "คู่แฝด" ของอิเลคตรอน
ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีคุณสมบัติ เกือบเหมือนอิเล็คตรอนทุกอย่าง
เว้นเพียงแต่ว่ามีประจุบวก Dirac เรียก คู่แฝดของอิเล็คตรอนนี้ว่า
Anti-electron ยิ่งไปกว่านั้น ถ้าทุกอย่างเป็นไปตามสูตรคณิตศาสตร์
สสารทุกชนิด ก็ต้องมีคู่แฝดของมัน ที่หน้าตาเหมือนกัน แต่มีประจุไฟฟ้าตรงกันข้าม
ซึ่งเรียกสสารนั้นว่า ปฎิสาร หรือ
Anti-matter เช่น คู่แฝดของโปรตรอน
คือ แอนติโปรตอน (Anti-Protron) คู่แฝดของนิวตรอนคือ แอนตินิวตรอน
(Anti-Neutron) เหมือนกับว่ามีโลกขนาดกับเรา ซึ่งประกอบด้วย
Anti-matter ล้วนๆ เรียกว่า Anti-Universe ก็อาจจะเป็นไปได้
แล้วในปี ค.ศ. 1932 เจ้าฝาแฝดของอิเล็คตรอนที่
Dirac ทำนายไว้ก็ค้นพบ โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน
Carl Anderson โดยตั้งชื่อว่า
"โพสิตรอน" หรือ "positron"
( "posi- มาจาก positive ที่แปลว่าบวกนั่นเอง ) หลังจากนั้นในปี
1955 และ ปี 1959 ก็ได้มีการค้นพบ คูู่แฝดของ โปรตอน และ นิวตรอน
คือ แอนติโปรตอน และ แอนตินิวตรอนตามลำดับ
สร้าง
Anti-Universe
จนถึงปี 1959 นักวิทยาศาสตร์ก็พบเครื่องปรุงต่างๆ
ที่จะมาสร้าง Anti-atom
ที่จะนำไปสู่ปฎิสารอื่นๆ ทบทวนความจำกันหน่อยค่ะ
atom ปรกอบด้วย นิวเคลียสที่มีประจุบวกประกอบด้วย โปรตอนและนิวตรอน
และมีอิเลคตรอนซึ่งมีประจุลบวนอยู่รอบๆ Anti-atom ก็ควรจะมีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน
คือมี โพสิตรอน ( หรือ Anti-electron ) วนอยู่รอบๆ แกนกลางที่มีประจุลบ
ซึ่งประกอบด้วย แอนติโปรตอน และ แอนตินิวตรอน
ในปี 1965 นักฟิสิกส์ที่ CERN
หรือ European
Laboratory for Particle Physics ในประเทศสวิสแลนด์ ได้ทำการยึด
แอนติโปรตอน กับแอนตินิวตรอน เข้าด้วยกัน เกิดเป็นนิวเคลียสของ
แอนติดิวเทอเรียม ( antideuteron
) ซึ่งเป็นปฎิสารของ ดิวเทอเรียม ( ดิวเทอเรีย นิวเคลียสประกอบด้วย
โปรตอนกับนิวตรอน )
ขั้นต่อไป นักวิทยาศาสตร์พยายามจะสร้าง
ปฎิสารที่เรียนแบบอะตอม เพื่อนำไปสร้างเป็น Anti-Universe โดยการพยายามทำให้
โพสิตรอนวิ่งช้าลง จนพอที่จะถูกแอนติโปรตอนจับให้เกิดเป็น Anti-atom
ของธาตุไฮโดรเจน หรือ แอนติไฮโดรเจน
ในปี 1995 นักวิทยาศาสตร์ได้ประสบความสำเร็จในการสร้าง
Anti-atom ดังกล่าว โดยสามารถสร้าง แอนติไฮโดรเจนได้ 9 อะตอม
( เยอะจังเลยนะคะ )
เอกภพของเรานั้นเกิดขึ้นมาเมื่อ
15 พันล้านปีที่แล้ว ในทฤษฎีบิกแบงนั้น Matter และ Anti-matter
ถูกสร้างมาด้วยปริมาณที่เท่าๆกัน แต่ในขณะที่เวลาผ่านไป Anti-matter
ดูจะค่อยๆหายไป ในปัจจุบันแทบจะไม่พบ Anti-matterอิสระในธรรมชาติเลย
แม้แต่ในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา เหตุผลที่ว่าทำไม Matter
และ Anti-matter ถึงได้มีจำนวนไม่เท่ากันนั้น ยังเป็นคำถามที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบคำตอบแน่ชัดนักค่ะ
นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มเชื่อว่า มีกระบวนการบางอย่าง ที่ทำให้
Anti-matter หายไปในระหว่างการขยายตัวของเอกภพ ในขณะที่อีกกลุ่มเชื่อว่า
Anti-matter อาจจะซ่อนอยู่ที่ใดที่หนึงในเอกภพของเรา เหตุเพราะว่า
เมื่อ Matter และ Anti-matter มาพบกันนั้น มันจะสลายตัวให้พลังงานออกมา
พวกเขาจึงคิดว่า ในมุมใดมุมหนึ่งของเอกภพ ที่ไกลจากโลกของเรามากๆ
อาจจะมีอีกโลกหนึ่งที่ประกอบด้วย Anti-matterล้วนๆ
เอ... หรือว่าเป็นโลกในกระจกเงานะ?
อ้างอิง
และ รูปภาพ
ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Anti-matter ได้จากเว็ปไซต์ของ
CERN ค่ะ
http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/index.html
|
