10 เม.ย. 2024 เวลา 09:30 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

อาลัยในวันที่จากลา ปีเตอร์ ฮิกส์ (Peter Higgs): นักฟิสิกส์ผู้ทำนาย 'อนุภาคพระเจ้า'

ปีเตอร์ ฮิกส์ (Peter Higgs) นักฟิสิกส์เจ้าของรางวัลโนเบล ผู้เสนอการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า "ฮิกส์ โบซอน (Higgs bosons)" หรือ "อนุภาคพระเจ้า (God particle)" ที่อธิบายว่า สสารก่อตัวขึ้นหลังบิ๊กแบงได้อย่างไร เสียชีวิตแล้วในวัย 94 ปี มหาวิทยาลัยเอดินบะระ (University of Edinburgh) เมื่อวันอังคาร 9/04/2024 ที่ผ่านมา
ฮิกส์ได้รับแรงบันดาลใจจากนักฟิสิกส์ พอล ดิแรก (Paul Dirac) ในปี 1955 ฮิกส์ ได้จบ ป. เอก (Ph.D) จากงานวิจัยในหัวข้อ "ปัญหาบางประการในทฤษฎีการสั่นสะเทือนของโมเลกุล (Some problems in the theory of molecular vibrations)" จาก King's College London หลังจากจบฮิกส์ทำงานหลายแห่งและกลับมาที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระในปี 1960 เพื่อรับตำแหน่งอาจารย์ที่ Tait Institute of Mathematical Physics ทำให้เขาสามารถตั้งถิ่นฐานในเมืองที่เขาชอบ
ที่เอดินบะระ ฮิกส์เริ่มสนใจเกี่ยวกับการเกิดมวลเป็นครั้งแรก โดยพัฒนาแนวคิดที่ว่าอนุภาคซึ่งไร้มวล (massless) เมื่อเอกภพเริ่มต้นขึ้น จะได้รับมวลเพียงเสี้ยววินาทีต่อมาอันเป็นผลจากการมีปฏิสัมพันธ์กับทฤษฎีสนาม ซึ่งต่อมารู้จักกันในชื่อ สนามฮิกส์ (Higgs field) ฮิกส์ตั้งสมมติฐานว่า สนามนี้แทรกซึมเข้าไปในปริภูมิ (space) ทำให้มีมวลแก่อนุภาคมูลฐานอะตอมทั้งหมดที่ทำปฏิกิริยากับมัน
กลไกฮิกส์ (The Higgs mechanism) ยืนยันการมีอยู่ของสนามฮิกส์ซึ่งให้มวลกับควาร์ก (quarks) และเลปตอน (leptons) อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ทำให้เกิดเพียงส่วนเล็กๆ ของมวลของอนุภาคย่อยของอนุภาคที่ประกอบเป็นอะตอม เช่น โปรตอนและนิวตรอน ในสิ่งเหล่านี้ กลูออน (gluons) ที่ยึดควาร์กเข้าด้วยกันจะให้มวลอนุภาคส่วนใหญ่
ในการพัฒนาทฤษฎีนี้ ฮิกส์เขียนรายงานสั้นๆ โดยใช้ประโยชน์จากช่องโหว่ในทฤษฎีบทของโกลด์สโตน (Goldstone's theorem) และตีพิมพ์ใน PHYSICAL REVIEW LETTERS ซึ่งเป็นวารสารฟิสิกส์ ในปี 1964 ในชื่อหัวข้อ "ทำลายความสมมาตรและมวลของเกจโบซอน" (Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons) ท่านผู้อ่านสามารถ download ได้ฟรีที่แหล่งอ้างอิง [3]
*ทฤษฎีบทของโกลด์สโตน (Goldstone's theorem) - อนุภาคไร้มวล (massless) ไม่จำเป็นต้องเกิดขึ้นเมื่อความสมมาตรเฉพาะ (local symmetry) ถูกทำลายลงเองในทฤษฎีสัมพัทธภาพ *
ในปี 1964 ก็มีนักฟิสิกส์ ฟร็องซัว อ็องแกลร์ (françois englert) อีกคนหนึ่งที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับมวลเช่นกัน ที่มีชื่อ ทำลายสมมาตรและมวลของเกจเวกเตอร์มีซอน (Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons) ตีพิมพ์ใน PHYSICAL REVIEW LETTERS เช่นกัน ท่านผู้อ่านสามารถ download ได้ฟรีที่แหล่งอ้างอิง [4]
ในแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) วลี "กลไกฮิกส์" หมายถึง การสร้างมวลสำหรับเกจโบซอนแบบอ่อน (weak gauge bosons) ของ W± และ Z ผ่านทางการทำลายสมมาตรของไฟฟ้าแบบอ่อน (electroweak symmetry breaking) เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม 2013 หลังจากการค้นพบอนุภาคใหม่ที่เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ของ CERN ซึ่งดูเหมือนจะเป็นฮิกส์โบซอนที่ค้นหากันมานานตามที่ทฤษฎีทำนายไว้ มีการประกาศว่า ปีเตอร์ ฮิกส์ และ ฟร็องซัว อ็องแกลร์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2013
บทความโดย
One To Many - A Brief Science
.
แหล่งอ้างอิง
[1] The Nobel Prize in Physics 2013
[2] Nobel Prize—Why Particles Have Mass
[3] Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons
[4] Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons
โฆษณา