BlogGang.com : : scimovie : นักฟิสิกส์อเมริกันพบ "อนุภาคพระเจ้า" อาจมีถึง 5 เวอร์ชัน

นักฟิสิกส์อเมริกันพบ "อนุภาคพระเจ้า" อาจมีถึง 5 เวอร์ชัน

นักฟิสิกส์อเมริกันพบ "อนุภาคพระเจ้า" อาจมีถึง 5 เวอร์ชัน

ห้องปฏิบัติการดีซีโรที่อาจพบอนุภาคพระเจ้าถึง 5 เวอร์ชัน (ภาพประกอบทั้งหมดจากบีบีซีนิวส์)

แผนผังแบบจำลองมาตรฐาน ที่อนุภาคอื่นๆ ได้รับการค้นพบแล้ว ยกเว้นอนุภาคฮิกกส์ที่ยังไม่มีการยืนยัน

สำหรับเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีแล้ว การหาอนุภาคฮิกกส์คือเป้าหมายสำคัญ

ขณะที่เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีของเซิร์นยังไม่พบ "ฮิกกส์" ด้านแล็บคู่แข่งที่สหรัฐฯ ก็พบสัญญาณที่อาจเป็นอนุภาคพระเจ้านำหน้าไปก่อน และยังอาจมีรูปแบบมากถึง 5 เวอร์ชันเลยทีเดียว

ข้อมูลใหม่นี้นี้บีบีซีนิวส์ระบุว่า อาจชี้ให้เห็นถึงฟิสิกส์ใหม่ที่อยู่นอกเหนือทฤษฎีปัจจุบันซึ่งรู้จักกันว่า "แบบจำลองมาตรฐาน" (Standard Model) และอนุภาคฮิกกส์โบซอน (Higgs boson) ซึ่งเป็นอนุภาคย่อย ทีจะอธิบายได้ว่าเหตุใดอนุภาคต่างๆ จึงมีมวล ได้กลายเป็นอนุภาคที่มีความสำคัญต่อแบบจำลองมาตรฐานนี้ อย่างไรก็ดี แม้จะพยายามมาหลายทศวรรษแต่ยังไม่มีใครพบอนุภาคนี้เลย

แนวคิดเกี่ยวกับอนุภาคฮิกกส์ที่มีรูปแบบหลากหลายนี้ ได้รับการสนับสนุนจากผลการทดลองของห้องปฏิบัติการดีซีโร (DZero) ของสหรัฐฯ รวบรวมได้ จากการเดินเครื่องเร่งอนุภาคเทวาตรอน (Tevatron) ของห้องปฏิบัติการเฟอร์มิหรือเฟอร์มิแล็บ (Fermilab) กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ

ทั้งนี้ ห้องปฏิบัติการดีซีโรนั้นออกแบบมาเพื่อไขปริศนาว่าเหตุใดโลกรอบตัวเราจึงประกอบไปด้วยสสารปกติอย่างมาก แต่กลับไม่มีคู่ขนานอย่าง "ปฏิสสาร" อยู่เลย ซึ่งในการทดลองนี้นักวิจัยได้ทำการทดลองเพื่อสังเกตการชนกันของโปรตอนและอนุภาคโปรตอนภายในเทวาตรอน และผลจากการชนกันมักจะให้สสารออกมากกว่าปฏิสสารเล็กน้อย

ความแตกต่างระหว่างสสารและปฏิสสารนี้นักฟิสิกส์เรียกว่า "ความขัดแย้งซีพี" (CP violation) แต่ผลการทดลองนี้ดูเล็กลงเมื่อเทียบกับผลอื่น เมื่อการทดลองดีซีโรแสดงให้เห็นว่า "อสมมาตร" ระหว่างสสารและปฏิสสารนั้นมีความสำคัญมากเพียงใด ซึ่งอาจจะอธิบายถึงแบบจำลองมาตรฐานได้

บ็อกแดน โดเบรสคุ (Bogdan Dobrescu) ดร.อดัม มาร์ติน (Adam Martin) และแพทริค เจ ฟอกซ์ (Patrick J Fox) จากเฟอร์มิแล็บกล่าวว่า ผลกระทบของอสมมาตรขนาดใหญ่นี้ สามารถคำนวณได้จากการมีอยู่ของอนุภาคฮิกกส์ ซึ่งพวกเขาบอกด้วยว่า ข้อมูลจากการทดลองชี้ให้เห็นถึงอนุภาคฮิกกส์ 5 ตัวที่มีมวลเท่ากันแต่มีประจุไฟฟ้าต่างกัน โดย 3 ตัวอาจมีประจุเป็นกลาง อีกตัวอาจมีประจุลบและตัวที่เหลืออาจมีประจุบวก ซึ่งรู้จักกันว่าแบบจำลองคู่ฮิกกส์สอง (two-Higgs doublet model)

ดร.มาร์ติน บอกแก่บีบีซีนิวส์ว่าแบบจำลองคู่ฮิกกส์สองนี้สามารถอธิบายผลที่ทีมทดลองดีซีโรได้รับ โดยพยายามไม่ให้กระเทือนต่อทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน และง่ายมากที่จะให้ผลฟิสิกส์ใหม่ที่สำคัญในแบบจำลองที่มีแบบจำลองคู่ฮิกกส์สองพิเศษด้วยนี้ เช่นเดียวกับผลการทดลองของดีซีโร

“สิ่งที่ยากคือการได้รับผลกระทบยิ่งใหญ่เช่นนั้นโดยไม่ทำลายอะไรเลยที่เราได้วัดมาแล้ว" ดร.มาร์ติน อธิบายว่ามีการตีความอย่างอื่นที่เป็นไปได้อีกสำหรับผลการทดลองที่ทีมดีซีโรได้รับ แต่แบบจำลองมาตรฐานนั้นเข้าได้กับทุกๆ การทดลองที่ใส่เข้าไป ดังนั้นการใส่ผลทดลองใหม่ให้พอดีกับแบบจำลองในรูปแบบเฉพาะนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

สำหรับแบบจำลองมาตรฐานนั้นพัฒนาขึ้นเมื่อประมาณปี 1970 และรวบรวมความรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับอันตรกริยาระหว่างอนุภาคต่างๆ ไว้ หากแต่ทุกวันนี้นักฟิสิกส์จำนวนมากมองว่าแบบจำลองนี้ยังไม่สมบูรณ์ แบบจำลองมาตรฐานยังไม่อาจอธิบายแรงพื้นฐานทั้ง 4 ซึ่งรวมถึงแรงโน้มถ่วงด้วยได้ หรือแบบจำลองนี้อธิบายเพียงสสารทั่วไปแต่ไม่รวมถึงสสารมืดที่มีอยู่ในเอกภพถึง 25%

แบบจำลองมาตรฐานมีเพียงแบบจำลองคู่ฮิกกส์เดี่ยว (one Higgs doublet) ซึ่ง ดร.มาร์ตินอธิบายว่า แม้เราจะพยายามมองอนุภาคฮิกกส์เป็นเพียง 1 อนุภาค แต่ในความเป็นจริงกลับมากับกลุ่มก้อน 4 อนุภาค โดยในแบบจำลองมาตรฐานเราเห็นเพียง 1 อนุภาคเพราะอีก 3 อนุภาคถูกดูดซับโดยอนุภาคอื่น เช่น อนุภาคดับเบิลยูโบซอน (W boson) และ แซดโบซอน (Z boson) เป็นต้น

“ดังนั้นหากคุณต้องการเพิ่มแบบจำลองคู่ฮิกกส์อื่น คุณจะต้องเพิ่มเข้าไปอีก 4 อนุภาค" ดร.มาร์ตินกล่าว

สำหรับแบบจำลองคู่ฮิกกส์สองนี้ยังผูกเข้ากับทฤษฎีฟิสิกส์อนุภาคที่รู้จักกันว่า "ทฤษฎีสมมาตรยิ่งยวด" (supersymmetry) ซึ่งเป็นภาคขยายของแบบจำลองมาตรฐาน ซึ่งอนุภาคแต่ละตัวในผังมีอนุภาคคู่ที่มีมวลมาก แต่นักฟิสิกส์ยังขาดหลักฐานจากการทดลองที่แสดงถึงการมีอยู่ของอนุภาคมวลมากเหล่านี้

ทั้งนี้หลักฐานของฮิกกส์และสมมาตรยิ่งยวดอาจค้นพบได้โดยเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่มีกำลังมากที่สุดในโลกขณะนี้ และฝังอยู่ใต้ดินระหว่างชายแดนฝรั่งเศส-สวิสเซอร์แลนด์ประมาณ 100 เมตร

ที่มา
ผู้จัดการออนไลน์

Create Date : 23 มิถุนายน 2553

Last Update : 23 มิถุนายน 2553 18:09:26 น.

0 comments

Counter : 1306 Pageviews.