ตอนที่ 1
**พวกเราก็แค่คลื่นของพลังงาน**
ไม่เฉพาะแต่พวกเรา ลูกแมวตัวเล็ก ๆ น่ารักนั่น นกน้อยที่บินลอดไปมาระหว่างกิ่งไม้ตรงหน้าระเบียงนั้น ต้นไม้ด้วย..ก้อนเมฆและท้องฟ้านั่นก็ด้วยเหมือนกัน
จริง ๆ แล้วยิ่งกว่านั้นอีก ก้อนดิน ก้อนหิน ทะเล มหาสมุทร โลก ดวงดาว เนบิวลา หลุมดำ แกแล็กซี่รวมถึงสรรพสิ่งในจักรวาล...แม้บางอย่างที่เรายังไม่ค่อยรู้จักดีนักว่ามันคืออะไรเช่นสสารมืดและพลังงานมืดแต่ส่วนที่เรารู้จักของทั้งสองอย่างนี้ก็ยังคงเป็นคลื่น สนามพลังรูปแบบหนึ่ง
ตอนเด็ก ๆ ในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์พวกเรารู้จักและคุ้นเคยกันดีกับตารางธาตุ(Periodic Table of the Elements) ยกเว้นบางคนที่ไปเรียนวิชาเอกด้านเคมีนอกนั้นส่วนใหญ่ก็คงลืม ๆ รายละเอียดของอะตอมธาตุที่ปัจจุบันมีถึง 118 ชนิดเข้าไปแล้ว
เริ่ม ๆ เรียนวิทยาศาสตร์เราอาจจะจำได้เลือนลางที่ครูสมัยก่อนบอกว่าอะตอมคือสิ่งที่แบ่งแยกไม่ได้และเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสสารทุกชนิด นั่นคือองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ยุคต้น ๆ แต่หลังจากนั้นก็มีการค้นพบอิเล็กตรอน(J.J. Thomsan, 1897)
ปัญหาโลกแตกเกินกว่าคนธรรมดาจะเข้าใจได้ง่าย ๆ เกี่ยวกับอิเล็กตรอนคือจริง ๆ มันคืออะไรมันเป็นอนุภาคที่เป็นก้อนเหมือนลูกบอลหรือเป็นคลื่นเหมือนคลื่นน้ำคลื่นเสียงที่เรารู้จักกันดีในชีวิตประจำวัน ผลจากการทดลองมากมายพบว่ามันเป็นทั้งสองอย่าง(Duality) แต่อย่างไรก็ตามในขณะที่มันเป็นอนุภาคมันจะไม่เป็นคลื่น และเมื่อเราตรวจพบสถานะที่เป็นคลื่นมันก็จะไม่เป็นอนุภาค พูดง่ายกว่านั้นคือมันคือสิ่งเดียวกันที่มีสองลักษณะแล้วแต่มุมมองแต่จะไม่เป็นสองอย่างในขณะเดียวกัน
ปัญหาคุณสมบัติที่ชวนพิศวงนี้เป็นหัวข้อถกเถียงกันแบบไปคนละทางแม้แต่กับนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่สองคนที่วางรากฐานทางฟิสิกส์ยุคใหม่ให้กับโลกไว้..ไอสไตน์กับนีลบอร์(Einstein, Bohr and the war over quantum theory)ก็ถกเรื่องนี้กันอย่างเข้มข้น
หลังจากการค้นพบอิเล็กตรอนไม่นานเราก็รู้แล้วว่าอะตอมไม่ใช่ส่วนประกอบพื้นฐานของสรรพสิ่งเมื่อเราเรียนวิทยาศาสตร์มากขึ้นเราได้รู้จักกับส่วนประกอบเล็ก ๆ ย่อยลงไปอีกว่าอิเล็กตรอนโคจรในที่ว่างเปล่ารอบ ๆ นิวเคลียสเหมือนดาวเคราะห์โคจรอยู่รอบ ๆ ดวงอาทิตย์ จำนวนของอิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรที่แตกต่างกันจะเป็นตัวกำหนดสมบัติทางเคมีของธาตุตาม periodic table ที่เราพูดถึงในตอนต้น..
ต่อไปอีกนิด..ตรงนิวเคลียสที่มีน้ำหนักมากกว่าอิเล็กตรอนราว ๆ สองพันเท่ายังมีอนุภาคเล็ก ๆ ย่อยลงไปอีกคือโปรตอนและนิวตรอน..ส่วนใหญ่สมัยรุ่นพวกเรา( รุ่นผู้เขียน)เรียนมักจะจบกันตรงนี้
ในช่วงราวปี 1960 มีการค้นพบส่วนประกอบที่เล็กลงไปอีกในโปรตรอนและนิวตรอนเรียกว่าคว้าก(quark) ถึงตอนนี้เรารู้ว่าสรรพสิ่งมีส่วนประกอบพื้นฐานเหมือนกันคืออิเล็กตรอนและคว้ากสองชนิด up quark, down quark แบบจำลอง (Model)ที่อธิบายส่วนประกอบพื้นฐานของสรรพสิ่งได้อย่างดี สามารถคำนวณ ทำนายอะไรต่าง ๆ ในทางฟิสิกส์นี้ว่า Standard Model
แต่ไม่นานหลังจากนั้นทั้งการคำนวณทางคณิตศาสตร์และการทดลองที่ให้ผลสอดคล้องกันนักวิทยาศาสตร์ขยายตาราง Standard Model จากชุดแรกมีเพียงสี่ เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อีกชุดละสี่ จนสุดท้ายได้เป็นสี่ชุดรวมเป็น 16 แต่พวกเขารู้ว่าชิ้นส่วนของจิ๊กซอว์มันยังขาดอยู่อีก..
สุดท้ายชิ้นส่วนที่ 17 ซึ่งถือเป็นการค้นพบสำคัญที่สุดครั้งหนึ่งในฟิสิกส์สมัยใหม่ก็เกิดขึ้น..Higgs Boson(ในทางทฤษฎีค้นพบตั้งแต่ 1964, ในการทดลองเครื่องเร่งอนุภาค LHC ที่ CERN ปี 2012)
คร่าว ๆ ของการค้นพบนี้คือ Higgs Boson เป็นอนุภาคที่มีมวลขึ้นมาได้จากสนามของคลื่นพลังงานที่เรียกว่า Higgs Field..
เรื่องราวในอนาคตของฟิสิกส์นับจากนี้ไปคงเป็นการศึกษาและค้นพบใหม่ ๆ ในความลึกลับของสนามพลังงาน..ถึงตอนนี้เราพอสรุปได้คร่าว ๆ แล้วว่า..สรรพสิ่งล้วนมาจากความว่างเปล่าที่มีร่องรอยปรากฏเพียงสภาพของคลื่นพลังงาน
(อธิไทว์ ลาภบรรจบ, เมษายน 2563)
- 7
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
