28 ธันวาคม 2550
เครื่องเร่งแสง
ในโลกของฟิสิกส์พลังสูง ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เราเห็น มักจะดูเหมือนว่าเป็นปรากฏการณ์มายาที่ลวงตา หลอกใจเราทั้งสิ้น เช่น อนุภาคชนิดหนึ่งสามารถจำแลงแปลงตัว เป็นอนุภาคอีกชนิดหนึ่งได้ สุญญากาศสามารถให้กำเนิดอนุภาคได้ และในสภาวะที่เหมาะสม แสง และสสารสามารถเปลี่ยนรูปกลับไปกลับมาได้ความสามารถในการเล่น "กล" ทำนองนี้ได้ชี้นำให้นักฟิสิกส์กลุ่มหนึ่ง มองเห็นหนทางที่จะสร้างสสารชนิดใหม่ ขึ้นโดยเขาจะบังคับให้ลำแสง ที่มีพลังงานสูงพุ่งเข้าชนกัน นักฟิสิกส์คาดคิดว่าการชนกัน เช่นนี้จะทำให้เราได้อนุภาคประหลาด เช่น ควาร์ก อิเล็กตรอน อนุภาค W หรือ แม้กระทั่ง Higgs ที่ยังไม่มีมนุษย์ใดเห็นมาก่อนได้ และการได้ศึกษาสมบัติของอนุภาคเหล่านี้ จะช่วยให้เราสามารถตัดสินความถูก หรือความผิดของทฤษฎีต่าง ๆ ได้หมดเมื่อประมาณ 300 ปีมาแล้ว Isaac Newton นักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของอังกฤษ ได้เคยคิดว่าแสงแสดงพฤติกรรมเสมือนว่า มันเป็นอนุภาคเล็ก แต่ในตอนต้นคริสต์ศตวรรษที่ 19 Thomas Young และ Augustus Fresnel ได้พิสูจน์ให้โลกเห็นว่า แสงมีพฤติกรรมเสมือนว่ามันเป็นคลื่น ครั้นเมื่อถึงตอนต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นี้เอง นักวิทยาศาสตร์ทุกคนก็ประจักษ์ แจ้งว่า แสงแสดงพฤติกรรมเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค แต่ความสามารถในการเป็นนกสองหัว ปลาสองน้ำได้นั้น แสงมิได้แสดงออกมาในเวลาเดียวกันอนุภาคแสงหรือที่นักฟิสิกส์เรียกว่า photon นั้น เมื่อพุ่งเข้าปะทะอนุภาคอื่น มันจะเปลี่ยนสมบัติการเคลื่อนที่ของอนุภาคนั้น และตัวมันเอง ดังนั้นการศึกษาเหตุการณ์ชนกันระหว่าง photon กับอนุภาคจะช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของอนุภาค และแสงได้เป็นอย่างดีในความเข้าใจเดิม อนุภาคแสงหรือ photon มิได้มีโครงสร้างภายในใด ๆ แต่ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่า แสงสามารถแสดงพฤติกรรมเป็นอนุภาคได้ ดังนั้นการชนกันของแสง จึงเปรียบได้กับการชนกันของอนุภาค photon นักฟิสิกส์คาดหวังว่า เราจะได้สสารชนิดใหม่ จากเหตุการณ์ชนกันเช่นนี้ขั้นตอนแรกของการทำฝันให้เป็นจริง คือ เราต้องสร้างเครื่องเร่งแสงให้มีพลังงานมหาศาล M. Peskin แห่งมหาวิทยาลัย Stanford ในสหรัฐอเมริกา คิดจะปล่อยแสงเลเซอร์เข้าปะทะกระแสอิเล็กตรอน อนุภาค photon ของแสงเลเซอร์บางตัว สามารถจะดูดรับพลังงานของอิเล็กตรอนได้ถึง 90% หากมันทำได้เช่นนี้จริง มันจะมีพลังงานสูงกว่าเดิมถึงพันล้านเท่า จากนั้น อนุภาค photon พลังงานสูงที่เกิดขึ้นนี้ จะถูกบังคับให้พุ่งเข้าชนกันเอง photon จะหลอมรวมกันเป็นอนุภาคชนิดใหม่ เป็นสสารใหม่และหากสวรรค์โปรด เราได้อนุภาค Higgs มา เราก็จะสามารถตอบคำถามพื้นฐาน ที่สำคัญมากที่สุดคำถามหนึ่งของวิชาฟิสิกส์ได้ว่า เหตุใดอนุภาคต่าง ๆ จึงต้องมีน้ำหนักตางกันทุกวันนี้อุปกรณ์เร่ง photon ยังไม่มีในโลก เพราะเรายังไม่มีอุปกรณ์สร้างแสงเลเซอร์ที่เสถียร และมีพลังงานสูง ปัญหาเรื่องงบประมาณการสร้าง ก็เป็นปัญหาใหญ่อีกปัญหาหนึ่ง ดังนั้นโครงสร้างเครื่องเร่งแสงที่กล่าวมานี้ ขณะนี้จึงมีสภาพเป็นโครงการฝันแต่ถึงกระนั้นนักฟิสิกส์ทั้งหลาย ซึ่งชินกับการตั้งความหวัง(ทั้งลมและแล้ง) ที่จะได้มีโอกาสศึกษาธรรมชาติทุกรูปแบบ ก็สวดมนต์ภาวนาว่า ทันทีที่สมาชิกรัฐสภาของสหรัฐฯได้เห็นปรากฏการณ์แสง + แสง = สสาร เขาก็จะอนุมัติเงินงบประมาณสร้างเครื่องเร่งแสงทันที
Posted by : benkungzu
เวลา : 20:22
จำนวนผู้อ่าน : 3400 คน
Url เรื่องนี้คือ : http://social.eduzones.com/benkungzu/1830
พิมพ์หน้านี้
ชอบเรื่องนี้
อ่านความคิดเห็น (0)
แสดงความคิดเห็น
