|
เดอะ
ฮิกส์
การบรรยายจบลงแค่นั้น (คือผมจําได้แค่นั้น) ผมเดินออกจากห้องบรรยายด้วยความรู้สึกแปลกๆ
แต่ไม่แน่ใจว่าเป็นเพราะสิ่งที่ได้ฟัง หรือเพราะยังมึนเบียร์ค้างอยู่
แล้วผมก็ต้องแปลกใจ เมื่อตื่นเช้าขึ้นมาด้วยความสดชื่น แต่ความรู้สึกนั้นก็ยังอยู่
มันเป็นความรู้สึกที่ขัดๆ สิ่งที่โปรเฟสเซอร์พูดนั้นฟังดูน่าทึ่ง
แต่พอผมพยามคิดให้เห็นภาพ ภาพเดียวที่เห็นก็คือตะเกียบโปรเฟสเซอร์ลอยเคว้งอยู่ท่ามกลางหมู่ดาวพริบพรายอยู่เป็นฉากหลัง
มีเพลงคลาสสิกคลอเบาๆ คล้ายๆ ภาพยานอวกาศในเรื่อง 2001 Space
Odyssy. การทําลายซิมเมตทรีมันสร้างอนุภาคได้ยังไง อนุภาคอะไร
มันเกิดมาจากไหน
ผมชอบฟิสิกส์มาตั้งแต่เด็กๆ และถึงขั้นหลงใหลเมื่อมาเจอกับกลศาสตร์ควอนตัม
มันช่างน่าทึ่งที่สิ่งที่แสนจะเป็นนามธรรม สามารถอธิบายรูปธรรมที่เรามองเห็นแสนจะชัดเจนอยู่ตรงหน้า
แต่บางทีนั่นก็เป็นปัญหา มนุษย์เราอาศัยอยู่ในโลกของรูปธรรม
เราดําเนินชีวิตอยู่ด้วยประสาทสัมผัสอันมีขีดจํากัด และค่อนข้างจะด้อยประสิทธิภาพด้วยซํ้า
เรามักจะมีปัญหาในการทําความเข้าใจสิ่งที่ไม่อาจมองเห็น หรือไม่อาจสร้างเป็นภาพขึ้นในใจได้
ฟิสิกส์หลายอย่างจึงจําเป็นต้องทําความเข้าใจด้วยสัมผัสที่หกอันทรงประสิทธิภาพ
ที่เราเรียกว่าคณิตศาสตร์ เรื่องที่ท่านโปรเฟสเซอร์พูดวันนั้นก็เหมือนกัน
ความจริงแล้วทั้งตะเกียบ กองทราย และอะไรทั้งหมดที่แกพยายามอธิบายในวันนั้น
บรรจุอยู่ในสมการคณิตศาสตร์เพียงไม่กี่สมการ และก็เหมือนกับที่เด็กวัยรุ่นแถวสยามคุยกันเรื่องดาราด้วยภาษาแปลกๆ
ที่เข้าใจยาก นักฟิสิกส์ก็สามารถคุยกันอย่างเป็นคุ้งเป็นแควเรื่องซิมเมตทรีทั้งหลาย
ด้วยภาษาทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า Group Theory แต่ก็อีกนั่นแหละ
เราก็เป็นมนุษย์ปุถุชน ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเป็นโรคภูมิแพ้สมการ
เห็นอักษรกรีกที่มีตัวห้อยตัวยกมากๆ เข้าก็เวียนหัว จึงต้องดิ้นรนทําความเข้าใจมันด้วยภาษามนุษย์ธรรมดานี่แหละ
ผมมาค้นพบว่าการที่โปรเฟสเซอร์พยายามก่อกองทรายและขว้างตะเกียบในวันนั้น
ไม่ใช่เพราะแกชอบเที่ยวงานวัดหรือชอบกินก๋วยเตี๋ยว แต่ความจริงแล้ว
แกเพียงพยายามเปรียบเทียบ เพื่อจะอธิบายกระบวนการที่นักฟิสิกส์เรียกว่า
สปอนเทเนียส ซิมเมตทรี เบรกกิง (Spontaneous Symmetry Breaking)
และมันเกี่ยวข้องกับเจ้าอนุภาคตัวหนึ่ง ซึ่งอาจพูดได้ว่าเป็นสุดยอดอนุภาคในยุทธภพขณะนี้
มันมีชื่อว่า ฮิกส์ โบซอน (Higgs boson) หรือ อนุภาคฮิกส์ (Higgs
particle) หรือสั้นๆ เท่ห์ๆ ว่า เดอะ ฮิกส์ (The Higgs)
หากถามว่าอนุภาคฮิกส์คืออะไร นักฟิสิกส์บางคนอาจตอบหน้าตาเฉยว่า
คืออนุภาคซึ่งสัมพันธ์กับสนามฮิกส์ มีสปินเป็นศูนย์ และไม่มีเลขควอนตัม
(quantum number) อื่นๆ หากถามต่อว่าแล้วสนามฮิกส์ (Higgs field)
คืออะไร หมอนั่นก็อาจตอบหน้าตาเฉยเหมือนเดิมว่า คือ สนามสเกลลา
(scalar field) ซึ่งสัมพันธ์กับอนุภาคฮิกส์ คุณอาจจะคิดว่าหมอนั่นตอบกวนโอ๊ย
แต่ความจริงแล้วมันเป็นคําตอบที่ถูก ปัญหาก็คือไอ้เจ้า สนาม
ที่หมอนั่นพูดถึงนั้น เป็นสิ่งที่เรามองไม่เห็นและนึกภาพไม่ออก
ตามทฤษฎีสนามควอนตัม (Quantum Field Theory) นั้นจักรวาลประกอบด้วยสองสิ่ง
คือ อนุภาค (particles) และ สนาม (fields) เราคุ้นเคยกับเจ้าตัวอนุภาค
เนื่องจากเป็นสิ่งเรามองเห็น (หมายถึงเราตรวจจับมันได้) แต่เจ้าตัวสนามนั้นออกจะเป็นนามธรรมที่ต้องจินตนาการสักเล็กน้อย
พูดคร่าวๆ คือ สนามคืออะไรบางอย่างที่มีค่าในแต่ละจุดสัมพันธ์กับพลังงานที่สะสมอยู่ที่จุดนั้น
ภาพที่น่าจะใกล้เคียงที่สุดคือการนึกภาพของนํ้าในสระ เมื่อผิวนํ้าถูกรบกวนก็จะเกิดพริ้วคลื่น
ซึ่งก็คือการปรากฎตัวของพลังงานให้เรามองเห็น เจ้าสนาม หรือ
fields ในทฤษฎีควอนตัมก็อาจเปรียบเทียบได้กับผิวนํ้านั่นเอง
สนามแต่ละชนิดจะมีอนุภาคที่สัมพันธ์กับมัน ซึ่งก็คือ ก้อน (quantum)
ของพลังงานที่สะสมอยู่ สนามที่เราคุ้นเคยก็ เช่น สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
และอนุภาคที่สัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าก็คืออนุภาคโฟตอน (หรือที่เราเรียกว่าแสง)
เจ้าสนามและอนุภาคที่เป็นคู่ของมันนี้คือต้นตอของ แรง (forces)
ทั้งหลายในจักรวาล เช่นแรงทางแม่เหล็กไฟฟ้า (ที่ทําให้อนุภาคที่ประจุเหมือนกันผลักกัน
และประจุตรงกันข้ามดึงดูดกัน) ก็คือการที่อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า
เช่นอิเล็กตรอน เกิด อันตรกิริยา ซึ่งคือการแลกเปลี่ยนอนุภาคโฟตอน
กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (อันตรกิริยา หรือ interaction เป็นศัพท์ทางฟิสิกส์ที่มีความหมายทํานองเดียวกับการทํา
ปฏิกิริยา ในวิชาเคมี )
คราวนี้เราหวนกลับมาที่เจ้าสนามฮิกส์ และอนุภาคฮิกส์
หากอิเล็กตรอนทําอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วเกิดแรงทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ถามว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่ออนุภาคบางชนิดทําอันตรกิริยากับสนามฮิกส์
คําตอบที่น่าตะลึงตึงๆ ก็คือ เมื่ออนุภาคใดๆ ก็ตาม ทําอันตรกิริยากับสนามฮิกส์
เกิดมวลสาร !! ทฤษฎีมีอยู่ว่าสนามฮิกส์นั้นมีอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาลนี้
รวมทั้งในอวกาศว่างเปล่า และมวลของอนุภาคทั้งหลายแหล่ เกิดจากการที่อนุภาคเหล่านั้นทําอันตรกิริยากับสนามฮิกส์
อนุภาคจะมีมวลมากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับอันตรกิริยานั้นแรงขนาดไหน
ข้ามไปอ่านหน้า [1]
[2]
[3] [4]
[5]
[6]
|
