การรวมแรงพื้นฐาน

การพยายามค้นหาอนุภาคฮิกส์ก็เพื่อพิสูจน์ว่ากลไกฮิกส์มีอยู่จริง ความสําคัญของมันนั้นคือการยืนยันทฤษฎีการรวมแรงพื้นฐาน (fundamental forces) สองในสี่แรงเข้าด้วยกัน คือการรวมแรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic force) เข้ากับแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน (Weak force คือแรงที่ทําให้เกิดการแผ่รังสีของสารกัมมันตรังสี เช่น ทําให้เกิดการแผ่รังสีของสารโคบอลต์-60) เราเรียกทฤษฎีนี้ว่า Electroweak Unification Theory ซึ่งกล่าวไว้ว่า แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนความจริงแล้วเป็นแรงเดียวกัน แต่แยกออกเป็นสองแรงในระยะเริ่มต้นของการเกิดจักรวาล แต่เนื่องจากเรารู้ว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้านั้นสื่อโดยอนุภาคโฟตอน ซึ่งไม่มีมวล แต่แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนสื่อโดยอนุภาค สามชนิด ที่ชื่อว่า W⁺ W^- และ Z⁰ ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวลมาก ปัญหาก็คือ หาก Electroweak Unification Theory ถูกต้อง อนุภาคทั้งสี่ คือ โฟตอน W⁺ W^- และ Z⁰ ต้องเป็นอนุภาคชนิดเดียวกัน แล้วเหตุใดมวลจึงแตกต่างกันมหาศาล กลไกฮิกส์ก็คือคําตอบของปัญหานี้ นั่นคือเมื่อเริ่มต้นนั้นอนุภาคเหล่านั้นล้วนไม่มีมวลเหมือนกัน (ใช่แล้ว มันมีซิมเมตทรี) แต่อนุภาคเหล่านั้นทําอันตรกิริยากับสนามฮิกส์ต่างกัน เกิดมวลที่ต่างกัน นั่นคือการทําลายซิมเมตทรีโดยกลไกฮิกส์ และนั่นก็คือกระบวนการที่นักฟิสิกส์เรียกว่า สปอนเทเนียส ซิมเมตทรี เบรกกิง (Sponteneous Symmetry Breaking) และจากนั้นมาแรงทั้งสองก็แยกออกจากกัน

ขณะนี้กําลังมีการก่อสร้างเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่มาก ที่มีชื่อเรียกว่า Large Hadron Collider (LHC) ที่ศูนย์วิจัยทางฟิสิกส์อนุภาคของยุโรป (CERN) ชานกรุงเจนีวา ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ ซึ่งจะใช้ในการเร่งอนุภาคให้มีพลังงานสูงมากๆ แล้วนํามาชนกัน เพื่อสร้างสภาวะที่อุณหภูมิและความหนาแน่นพลังงานสูงมากๆ จุดมุ่งหวังก็เพื่อจําลองเหตุการณ์ช่วงต้นๆ ของจักรวาลในขณะที่แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนเพิ่งเริ่มแยกตัวออกจากกัน ในห้วงขณะนั้น อนุภาค W⁺ W^- และ Z⁰ เริ่มมีมวลโดยการดูดกลืนอนุภาคฮิกส์ แต่อนุภาคโฟตอนยังคงไม่มีมวล นั่นคือควรจะมีอนุภาคฮิกส์ที่ไม่ถูกดูดกลืนเหลืออยู่ (กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ อนุภาคโฟตอนทําให้เกิดเพียง ข่าวลือ เหมือนในรูปที่ 4 ข้างบน) นักฟิสิกส์จึงคาดหวังว่าจะมีอนุภาคฮิกส์อิสระปรากฎให้เห็น

ข้ามไปอ่านหน้า [1] [2] [3] [4] [5] [6]