parity symmetry
เมื่อนักฟิสิกส์สำรวจกฎฟิสิกส์ในโลกกระจก
 
ความสามารถในการแยกซ้าย-ขวานั้นสำคัญต่อการใช้ชีวิตประจำวัน ทั้งในการระบุตำแหน่งเพื่อบอกทาง การทำกิจกรรมร่วมกันอย่างการเดินเวียนเทียน ไปจนถึงการขับรถ ฯลฯ เมื่อมองไปในธรรมชาติจะพบว่าการกำหนดความเป็นซ้ายขวาไม่เพียงแต่อยู่ในกฎเกณฑ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีในธรรมชาติด้วย เช่น การที่หัวใจอยู่เยื้องไปทางด้านซ้าย , ทิศการตีเกลียวของดีเอนเอ ฯลฯ แต่จริงๆแล้วนักฟิสิกส์เชื่อมาอย่างยาวนานว่าความเป็นซ้าย ไม่ได้แตกต่างอะไรกับความเป็นขวา
 
มนุษย์จำต้องกำหนดให้รถวิ่งขวาหรือซ้าย ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แต่มันไม่ได้สลักสำคัญอะไร มันจะเป็นซ้ายหรือขวาก็ได้ทั้งนั้น เช่นเดียวกับ การที่หัวใจมนุษย์จะอยู่เยื้องซ้ายหรือขวานั้นเกิดจากความบังเอิญในระหว่างการวิวัฒนาการเท่านั้น ไม่ใช่ว่าหัวใจอยู่เยื้องมาทางซ้ายแล้วจะทำงานได้ดีกว่าเยื้องขวา
กฎฟิสิกส์ที่เกิดในโลกของเราไม่แตกต่างอะไรกับโลกในกระจก หลักการดังกล่าวเป็นเรื่องพื้นฐานมากๆเสียจนไม่มีใครเสียเวลามาตรวจสอบความถูกต้อง เอกภพคงจะบ้ามากๆถ้าอนุภาคเคลื่อนที่เป็นเกลียววนซ้าย ต้องใช้สมการฟิสิกส์คนละรูปแบบกับอนุภาคที่ตีเกลียววนขวาในการอธิบายการเคลื่อนที่ พูดง่ายๆว่า หากเอกภพกลับทุกอย่างจากซ้ายเป็นขวา และขวาเป็นซ้าย ธรรมชาติควรจะดำเนินไปโดยไม่มีอะไรให้เราจับพิรุธหรือความแตกต่างใดๆได้เลย
นักฟิสิกส์อย่างริชาร์ด ไฟน์แมน เคยกล่าวถึงเรื่องนี้เอาไว้ว่า ถ้าเราติดต่อกับมนุษย์ต่างดาวที่อยู่ห่างไกลออกไปได้ด้วยการส่งสัญญาณและเราต้องการนัดเจอพวกเขา แล้วพยายามอธิบายกับมนุษย์ต่างดาวว่าธรรมเนียมของผู้มาพบปะกัน คือ มายื่นมือขวามาจับแล้วเขย่า มนุษย์ต่างดาวฟังแล้วเกิดความสงสัยว่า "ขวา" หมายถึงอะไร ปัญหาคือคุณจะอธิบายความหมายของคำว่า "ขวา "ให้มนุษย์ต่างดาวเข้าใจได้อย่างไร?
เราจะพบว่าในระดับชีวิตประจำวัน เราไม่มีทางอธิบายได้เลยว่าขวาคืออะไร เพราะ มันไม่ต่างอะไรจากซ้าย ทุกอย่างที่ใช้ในการนิยามซ้ายขวาล้วนผูกติดอยู่กับวัฒนธรรมและเหตุบังเอิญทางวิวัฒนาการอย่างที่กล่าวไป เราไม่อาจใช้ตำแหน่งของหัวใจเราไปอธิบายให้มนุษย์ต่างดาวฟังได้เพราะหัวใจมนุษย์ต่างดาวอาจจะอยู่ฝั่งขวา ตรงกลาง หรือแท้จริงแล้วพวกเขาอาจจะไม่มีหัวใจด้วยซ้ำ
1
สมมาตรระหว่างซ้ายขวานี้ เรียกว่า parity symmetry ซึ่งนักฟิสิกส์เชื่อว่าเอกภพของเรารักษาความสมมาตรนี้ไว้อย่างสมบูรณ์แบบจนกระทั่งมนุษย์ศึกษาธรรมชาติของอนุภาคมากไปจนถึงจุดหนึ่งก็พบกับปัญหาประหลาด บอกไว้ตรงนี้ก่อนว่าปัญหาข้อนี้ต้องใช้ความรู้ด้านฟิสิกส์อนุภาคหลายอย่างในการทำความเข้าใจและมีความซับซ้อนมากพอสมควร จึงขอเล่าเพียงคร่าวๆให้เห็นภาพของปัญหาและบทสรุปที่เกิดขึ้นพอให้เข้าใจแนวคิดกว้างๆครับ
ในช่วงราวปี ค.ศ. 1950 นักฟิสิกส์พบอนุภาคสองอนุภาคชื่อ เทต้า (Theta)กับ ทาว (Tau) ซึ่งมีคุณสมบัติเหมือนกันตั้งแต่ค่ามวล , ประจุไฟฟ้า , สปิน และอื่นๆ แต่มีบางอย่างที่ทำให้นักฟิสิกส์เชื่อว่าทั้งสองไม่อาจเป็นอนุภาคเดียวกันได้ นั่นคือ
- เทต้า สลายตัวกลายเป็นไพออน 2 อนุภาค
- ทาว สลายตัวกลายเป็นไพออน 3 อนุภาค
ปัญหาคือ การวิเคราะห์เชิงคณิตศาสตร์พบว่าผลลัพธ์ของสลายตัวทั้งสองแบบนี้แสดงให้เห็นว่ามีปริมาณอย่างหนึ่งที่ไม่เท่ากันนั่นคือ parity
ก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์ไม่เคยพบเห็นผลลัพธ์ของการสลายตัวจากอนุภาคเดียวกันที่ให้ parity แตกต่างกันมาก่อน จึงไม่มีใครกล้าสรุปว่าทั้งสองเป็นอนุภาคเดียวกัน แม้พวกมันจะมีคุณสมบัติเหมือนกันก็ตาม นอกจากนี้ถ้าทั้งสองเป็นอนุภาคเดียวกันที่ผลลัพธ์การสลายตัวมี parity แตกต่างกันจะทำให้ parity symmetry ที่เคยเชื่อถือกันมาอย่างยาวนานสูญเสียไปด้วย ปัญหาดังกล่าวมีชื่อว่า Theta-Tau puzzle
T. D. Lee(ซ้าย) และ C. N. Yang (ขวา)
ในปี ค.ศ. 1956 สองนักฟิสิกส์ T. D. Lee และ C. N. Yang เสนอสมมติฐานว่าเทต้าและทาวvk0เป็นอนุภาคเดียวกัน แต่ parity symmetry จะถูกละเมิดภายใต้แรงอย่างอ่อน รวมทั้งเสนอวิธีการทดลองเพื่อทดสอบไว้อย่างชัดเจน
ริชาร์ด ไฟน์แมน กล่าวถึงเรื่องนี้ไว้ว่าว่า "ไม่น่าจะเป็นอย่างนั้น , แต่ก็เป็นไปได้ , และความเป็นไปได้นี้ก็น่าตื่นเต้น" ว่าแล้วเขาก็พนันกับเพื่อนโดยเขาเชื่อว่า parity symmetry ไม่น่าจะถูกทำลายลง
อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการทดลองทดสอบเรื่องนี้ ผลปรากฏว่าริชาร์ดไฟน์แมน เสียพนัน รายละเอียดการทดลองจะขอเล่าให้ฟังในสัปดาห์หน้าครับ
    📎เรื่องแปลกที่อยากให้อ่าน
    โหหห น่าสนใจมาก👍🏻👍🏻🤍