ลำดับตอนที่ #389
คืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด
คุณแน่ใจว่าต้องการคืนค่าการตั้งค่าทั้งหมด ?
ลำดับตอนที่ #389 : อนุภาคพระเจ้า
ย้อนอีถึปี 1964 Peter Higgs แห่มหาวิทยาลัย Edinburgh ในอัฤษไ้นำเสนอทฤษีที่ใ้อธิบายสาเหุที่ทำให้อนุภา่าๆ เ่น proton, electron, muon, neutrino, sigma, lambda, quark, hyperon ฯลฯ มีมวล่าัน ว่าเพราะธรรมาิมีสนามหนึ่ (ึ่ในเวลา่อมาเรียว่าสนาม Higgs) ที่ส่แรระทำ่ออนุภาทุนิ และถ้าแรที่ระทำมี่ามา อนุภา็ะมีมวลมา ในทารัน้าม ถ้าแรที่ระทำมี่าน้อย อนุภา็ะมีมวลน้อย ันั้นเมื่ออนุภา่านิ เลื่อนที่ไปในสนาม Higgs มันะถูหน่ว้วยแรที่แ่าัน มวลอมันึแ่าัน ในมุมมออวิาวอนัม สนามอแรทุสนามะมีอนุภาที่เป็นอู่ัน เ่น สนามไฟฟ้า ะมีอนุภา photon สนามนิวเลียร์ะมีอนุภา meson สนามโน้มถ่วมีอนุภา graviton ันั้นสนาม Higgs ็ะมีอนุภา Higgs ้วย อันที่ริ Higgs มิไ้เป็นบุลนเียวที่เสนอแนวินี้ เพราะใน่วเวลาเียวันนั้นไ้มีนัฟิสิส์ทฤษีอีหลายท่านที่่วยันพันาแนวินี้ ันั้น อนุภา Higgs ึน่าะมีื่อเรียว่า อนุภา Anderson – Englert – Brout – Higgs – Guralnik – Hagen – Kibble แ่ Higgs เป็นนัฟิสิส์นแรที่ระบุว่า สนามนี้้อมีอนุภาเป็นอ์ประอบ ั้แ่นั้นมาโลึรู้ัอนุภา Higgs ในวามพยายามะเ้าใวามสำัออนุภา Higgs เรา้อรู้ว่า โลฟิสิส์อนุภาเมื่อ 70 ปี่อนมีอนุภา่าๆ หลายร้อยนิที่มีุสมบัิไม่เหมือนัน เ่น มีมวลไม่เท่าัน มีประุแ่าัน มีอายุัย (เวลาีวิ) ไม่เท่าัน มีอันรริยา่อันไม่เหมือนัน ฯลฯ ทำให้นัฟิสิส์ทุนรู้สึสับสน นเห็นวามำเป็นที่้อมีทฤษีพื้นานที่สามารถอธิบายวามโลาหลที่ำลัเป็นอยู่ให้เป็นที่เ้าใ |
||||
สำหรับเรื่ออันรริยานั้น ทฤษีวอนัมสนามอธิบายว่าเวลาอนุภาทั้สอมีแร(อันรริยา) ระทำ่อัน อนุภาทั้สอะแลเปลี่ยนอนุภา boson ัน ึ่ boson มีหลายนิ (boson ืออนุภาอแร มิใ่อนุภาอสสาร) เ่น ในรีแรแม่เหล็ไฟฟ้าระหว่าประุบวับประุลบ อนุภาที่ใ้แลเปลี่ยน ือ photon (อนุภาแส) และในรีอันรริยานิวเลียร์อย่าอ่อนที่เิเวลานิวเลียสัมมันรัสีสลายัว อนุภาที่เป็นสื่อมี 3 นิ ือ Z boson ที่ไม่มีประุ และอนุภา W+ boson ับ W- boson ที่มีประุบวและลบามลำับ สำหรับอันรริยานิวเลียร์แบบแ็ที่เิระหว่า quark อนุภาอแรที่เป็นสื่อือ gluon ใน่วทศวรรษอปี 1960 Sheldon Glashow, Stephen Weinberg และ Abdus Salam ไ้ประสบวามสำเร็ในารสัเราะห์อันรริยาแม่เหล็ไฟฟ้า (electromagnetic interaction) และอันรริยาอย่าอ่อน (weak interaction) เ้าเป็นหนึ่เียวึ่เรียว่า electroweak interaction แม้โรสร้าอทฤษีะูสมบูร์ไร้ที่ิและไ้รับารรวสอบว่าถู้อี แ่ทฤษีนี้็มี้อำัว่า อนุภา boson ในทฤษีนี้้อไม่มีมวล ึ่ัับทฤษีวอนัมออันรริยาอย่าอ่อนที่ำหนว่าอนุภาอแรในอันรริยานี้้อมีมวล Peter Higgs ึนำเสนอทาออสำหรับเรื่อมวลออนุภาแรโยนำแนวิเรื่อสนามนิใหม่ (สนาม Higgs) เ้ามา และี้ให้เห็น้นเหุอมวลว่า เสมือนเหุาร์ ุปสาร์เินเ้ามาในฝูน ึ่ะทำให้แฟนรูเ้าหา นุปสาร์เินแหวไปไ้อย่ายาลำบา เพราะถูแฟนึัวึทำให้เินไ้้า และูเสมือนมีมวลมา Higgs ไ้นำเสนอลไ electroweak symmetry breaking ล้ายับที่ Anderson, Englert และ Brout ไ้เยใ้ในารอธิบายเปลี่ยนเฟสอสสาร (phase transition) ทำให้ electromagnetic interaction ับ weak interaction มีสมมารที่่าัน ผลที่ามมาือ photon ยัไม่มีมวลเหมือนเิม แ่ Z boson ับ W± boson มีมวล และทฤษียัพยาร์อีว่า้อมีอนุภาอีัวหนึ่ือ Higgs boson เิึ้น้วย และอนุภานินี้มีมวลหลายร้อยเท่าอโปรอน ในส่วนอ photon นั้น Einstein เยใ้อธิบายปราาร์ photoelectric ั้แ่ปี 1905 สำหรับ Z0, W+, W-boson นั้น็พบในปี 1987 ที่ CERN โย Carl Rubbia ึเหลือแ่ Higgs Boson เท่านั้นที่ยัไม่มีใรผู้ใพบ และนี่็ือสาเหุที่ทำให้นทั้โลื่นเ้นใน่ว้นเือนรามอปีที่ผ่านมา ทฤษีใหม่นี้ไม่ไ้ระบุัว่า มวลออนุภา Higgs มี่าเท่าใ ึ่ถ้ารู้ นัฟิสิส์ทฤษี็ะสามารถรู้อัราารสลายัว และรูปแบบารสลายัวไ้ทันที ทฤษีระบุเพียว่า อนุภา Higgs ไม่มีประุ ือเป็นลา เป็นอนุภามูลาน ือ มิไ้ประอบ้วยอนุภาอื่นๆ ที่เล็ว่า มี spin เท่าับศูนย์และมี parity เป็นบว |
||||
นัทฤษีประมาว่าาอนุภา proton ำนวน 1 ล้าน ล้านัวที่พุ่นัน ะมีอนุภา Higgs เิึ้น 1 ัว (ลอเปรียบเทียบับเม็ทรายที่ถมเ็มสระว่ายน้ำ ะมีเม็ทรายที่เป็นอนุภา Higgs เพีย 2-3 เม็) ึ่ะสลายัวทันที ภายในเวลา 10-22 วินาที ให้ photon 2 ัว หรือ Z0 boson 2 ัว หรืออะไรอื่นใ ็ึ้นับมวลออนุภา Higgs ึ่ยัไม่มีใรรู้ั 100% เพราะอนุภา Higgs สลายัวเร็วมา และใน 1 วินาทีมีอนุภาโปรอนพุ่นัน 1,000 ล้านรั้ ันั้นอุปร์รวที่สามารถะเห็น Higgs ไ้ ะ้อทำานเร็วมาึะเห็น นับพันล้านรั้ไ้ใน 1 วินาที ันั้น ันั้น นัทลอที่ LHC ึ้อสร้าอุปร์รวนามโหฬาร 2 เรื่อ ื่อ CMS (Compact Muon Solenoid) และ ATLAS (A Toroidal Large Apparatus) โย CMS มีนาว้า 17 เมร ยาว 23 เมร และหนัประมา 14,000 ัน ส่วน ATLAS มีนาให่ว่า ือว้า 23 เมร ยาว 37 เมร และหนัประมา 8,000 ัน ทั้ CMS และ ATLAS มีอุปร์รวนาิ๋ว 100 ล้านุ เรียราย้อนหลายั้น เพื่อทำหน้าที่วัพลัานอ photon, electron, pion, proton, muon ฯลฯ ที่เิาารสลายัวออนุภา Higgs ารใ้อุปร์รว 2 เรื่อที่ทำานอิสระาันเพื่อศึษาเหุาร์เียวัน ภายใ้เื่อนไเียวัน ะทำให้รู้ว่าเรื่อใี และเรื่อใ้อย และถ้าอนุภา Higgs มีริ เรื่อทั้สอ้อเห็นพร้อมัน และวัสมบัิ่าๆ ไ้่าใล้เียัน เพราะเหุว่า อนุภา Higgs boson ามปิะทำปิิริยาับอนุภาที่มีมวลมาที่สุ ึ่ในที่นี้ือ top quark มวล 173.5 GeV ในะที่โปรอนมีมวล 0.93 GeV ันั้นนัทลอึ้อสร้า top quark ึ้นมา่อนาอนุภาโปรอนพลัานสูที่พุ่นัน แล้ว up quark ับ down quark ในอนุภาโปรอนะสร้า top quark ับ antitop quark ึ้นมา ึ่ะทำลายันเพราะเป็นปิสสารันให้อนุภา Higgs boson ่อนปี 2010 ในารทลอหามวลออนุภา Higgs นัทลอพบว่า มีมวลอยู่ใน่ว 114 – 600 GeV ึ่สามารถสลายไ้หลายรูปแบบ เ่นให้ charm quark (มวล 1.3 GeV) tau lepton (มวล 1.8 GeV), bottom quark (มวล 4.5 GeV), W± boson (มวล 80 GeV), Z0 boson (มวล 191 GeV) หรือ top quark (มวล 173.5 GeV) และามทฤษีนั้น เวลาอนุภา Higgs สลายัว หลัารทรโมเมนัม หลัารทรพลัาน และหลัารทรประุะ้อเ้ามาวบุมารสลายัว ันั้น อนุภา Higgs ะ้อสลายัวให้อนุภาอย่าน้อย 2 ัวึ้นไป โยัวหนึ่เป็นสสาร และอีัวหนึ่เป็นปิสสาร (antimatter) นัทฤษีไ้ำนวพบว่า ถ้าอนุภา Higgs มีมวล 114 GeV เวลามันสลายัว 70% อเหุาร์ ะให้ bottom quark ับ antibottom quark ที่เหลืออี 30% ะให้อนุภาอื่นๆ เ่น gluon, charm quark หรือ tau electron เป็น้น แ่ถ้าอนุภา Higgs มีมวลั้แ่ 114 – 160 GeV ารสลายัวะมีอนุภา W+ boson และ W- boson เิึ้น และถ้ามวลอ Higgs มี่าั้แ่ 160 – 165 GeV (ึ่มาประมา 2 เท่าอมวลอนุภา W± boson) 95% อเหุาร์สลายัวะให้ W+ boson และ W- boson ส่วนในรีที่อนุภา Higgs มีมวลมาว่า 165 GeV มันอาสลายัวให้อนุภา Z0 2 ัว และถ้าอนุภา Higgs มีมวลระหว่า 200 -350 GeV นัทฤษีำนวพบว่า 70% อเหุาร์สลายัวะให้ W± boson ส่วน 30% ที่เหลือะให้ Z0 boson 2 ัว แ่ถ้าอนุภา Higgs มีมวลมาว่า 350 GeV ึ้นไป มันอาสลายัวให้อนุภา top quark 1 ู่ และท้ายที่สุ ถ้ามวลอ Higgs สูว่า 400 GeV ็ะไ้ว่า 55% อเหุาร์ะให้อนุภา W± 1 ู่ ับ 25% อเหุาร์ะให้อนุภา Z0 1 ู่ และ 20% อเหุาร์ะให้ top quark 1 ู่ ันั้น เราึเห็นไ้ว่า ในาร้นหาอนุภา Higgs เรื่อรว CMS และ ATLAS ะ้อมีสมรรถภาพสูระับเทพึะเห็นอนุภา tau lepton ับ top quark, bottom quark, W± และ Z0 boson ไ้ ในารทลอเินเรื่อเป็นรั้แรเมื่อเือนันยายน 2008 เรื่อเร่ LHC มีปัหาเี่ยวับระบบทำวามเย็น ทำให้้อปิเรื่อ่อมเป็นเวลานาน 1.5 ปี แล้วเริ่มเินเรื่อใหม่ในเือนมีนาม 2010 โยไ้เร่โปรอนนมีพลัาน 7 TeV และพบว่า มวลออนุภา Higgs ไม่อยู่ใน่ว 150-200 GeV แน่ๆ แ่อาะอยู่ใน่ว 116-127 GeV เมื่อถึเือนมีนาม 2012 LHC ไ้เพิ่มพลัานอโปรอนึ้นไปอีถึระับ 8 TeV เพราะถ้าพลัานเพิ่ม อัราารผลิอนุภา Higgs ็ะเพิ่ม้วย ผลารทลอระบุว่า อนุภา Higgs มีมวลอยู่ระหว่า 115-135 GeV ลุถึเือนราม ปี 2012 อุปร์ CMS ไ้รายานว่า พบอนุภา Higgs มีมวล 125.3 GeV ที่ระับวามมั่นใ 99.99994% ส่วน ATLAS ็ระบุอนุภา Higgs มีมวล 126.5 GeV ที่ระับวามเื่อมั่นใล้เียัน าร “พบ” อนุภา Higgs ออุปร์รวทั้สอ ึ่ให้่ามวลออนุภา Higgs ใล้เียัน นทำให้นัฟิสิส์มั่นใว่า ไ้พบ Higss แล้วริๆ แ่้อมูลที่ไ้็ยัไม่เพียพอ เพราะเราไม่รู้ว่า Higgs มีสมบัิอื่นใอีบ้า มี spin, parity เท่าไร และมีรูปแบบารสลายัวเ่นไร ึ่นัฟิสิส์ที่ CERN ะ้ออบำถามเี่ยวับสมบัิ่าๆ ออนุภา Higgs ให้ไ้ เพราะในวามเป็นริ อนุภา Higgs มี 5 นิ และ LHC วันนี้ะเห็นไ้เพาะัวที่มีมวลน้อยที่สุ ันั้น นัฟิสิส์ที่ CERN ึวาแผนทลอเพิ่มพลัานอ proton อี ที่ระับ 14 TeV และนั่น็หมายวามว่า LHC อาสร้า dark matter ที่นัวิทยาศาสร์ยัไม่รู้ั็เป็นไ้ แ่่อนะถึ่วนั้น ในปี 2013 LHC ไ้ำหนะปิเรื่อั่วราว เพื่อใ้เวลาวิเราะห์ุสมบัิ่าๆ อ Higgs นถึปี 2015 LHC ็ะเริ่มเินเรื่อใหม่ ที่ระับพลัาน 14 TeV เพื่อ้นหาอนุภามูลานอื่นๆ ที่นัวิทยาศาสร์ยัไม่รู้ั่อไป าร้นพบอนุภา Higgs boson ึไม่ใุ่บอารแสวหาวามรู้ แ่เป็นารเริ่ม้นอารยืนยันหรือหัล้า หรือ่อยออ์วามรู้อทฤษีแบบำลอมาราน (Standard Model) ึ่ะนำไปสู่ทฤษีอสรรพสิ่ (Theory of Everything) ในที่สุ อ่านเพิ่มเิมา “The Hunt for the God Particle” ที่เรียบเรียโย Ian Sample และัพิมพ์โย Virgin Books ใน Ireland ในปี 2010 ที่มา http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9560000031835 |
เก็บเข้าคอลเล็กชัน
ความคิดเห็น