กระบวนทัศน์องค์รวมพหุภาพในกรอบอ้างอิง9มิติ(ต่อ)

มิติที่ 9 องค์รวมพหุภาพ



ขอตัดเข้า มิติที่9 องค์รวมพหุภาพ อันเป็นมิติสุดท้ายในการนำเสนอแนวคิดใหม่ๆเพื่อสร้างนวัตกรรมใหม่ทางความคิด....เรื่องที่ยังค้างอีกเรื่องคือ กลศาสตร์การเคลื่อนที่ของ ผี......คงต้องไว้ไปกล่าวถึงในตอนต่อๆไปถ้าหากมีเวลาเรียบเรียง....( ท่านลองอ่านดูในกระทู้ที่ชื่อว่า...พิมพวดี : สื่อวิญญาณ ไปพลางๆก่อน อันเป็นแนวคิดเบื้องต้นกลศาสตร์การเคลื่อนที่ของผี...ช่วงนี้ผู้เขียนขอเวลาเรียบเรียง ...ประเด็นปัญหากำลังฮ็อตฮิตในบ้านเมืองก่อน คือ เรื่องระบอบธรรมธิปไตย...อันเป็นการวิเคราะห์แบบเศรษฐศาสตร์การเมืองในรูป..องค์รวมพหุภาพทุน.....และปัญหานวัตกรรมทางการเมืองและสังคม.....)

จากที่ได้กล่าวมาแล้วถึง มิติต่างๆ อันได้แก่มิติที่ 5 เงา ,มิติที่ 6 วงแหวน ,มิติที่7การทับซ้อนทางกายภาพ ,มิติที่8การทับซ้อนของเวลา และมิติที่9 องค์รวมพหุภาพ

มิติองค์รวมพหุภาพ ถ้าท่านที่ได้ติดตามมาแต่ต้นในการนำเสนอความคิดก็คงเข้าใจความหมายคำว่าองค์รวม(holistic) คืออะไร...มิตินี้จะเป็นการทำความเข้าใจในคุณสมบัติที่เกิดจากการประกอบกันขึ้นของหลายระบบ...หลายมิติ...ประกอบเป็นคุณสมบัติใหม่แห่งองค์รวมรูปการทางวัตถุใดๆ...ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับหน่วยย่อยอันเป็นส่วนประกอบในองค์รวมนั้นๆ....

มิติ (dimension) ดังได้อธิบายมาตั้งแต่การนำเสนอแนวคิดในตอนต้นๆแล้ว...อันหมายถึงกรอบหรือขอบเขตุในการตรวจวัดการดำรงอยู่ของวัตถุในระบบหนึ่งๆที่เข้าไปแทนที่ในที่ว่างสมมติ(space)

จากเดิมที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า ประกอบไปด้วย4 มิติ อันได้แก่ ความกว้าง ความยาว ความหนา และเวลา ที่ประกอบขึ้นเป็นความต่อเนื่อง (continoum)ของกาลาวกาศ (spacetime)ภายใต้การตรวจวัด แบบ4 มิติ

การบังเกิด , การอุบัติขึ้น ของรูปการทางวัตถุใดๆย่อมมีความสัมพันธ์กับ เวลา ที่เป็นหน่วยอ้างอิงในการตรวจวัดและยังสัมพันธ์กับผู้ตรวจวัดหรือผู้สังเกตุ....

การบังเกิด...การอุบัติขึ้นหรือการก่อรูปการใดๆทางวัตถุ จึงเป็นการวัดค่าเวลา...จากจุดเริ่มต้นไปจนถึงจุดสิ้นสุดในระบบหรือในกระบวนการใดกระบวนการหนึ่ง.....

เวลาจึงเป็นมิติหนึ่ง...ที่เรานำมาใช้ในการเปรียบเทียบการดำรงอยู่ของสิ่งต่างๆบนที่ว่างกาลาวกาศสมมติแห่งระบบและมีพัฒนาการไปภายใต้ความต่อเนื่องของเหตุการณ์อันสัมพันธ์กับผู้สังเกตุ...

การจำแนกความแตกต่างในการก่อรูปการใดๆของสรรพสิ่ง ขอบเขต (scope) และกรอบอ้างอิง (reference frame)ใดๆจึงมีความสัมพันธ์กับผู้สังเกตุ และ สัมพันธ์กับสิ่งที่เราเรียกว่า สัมพัทธ์ และสัมบูรณ์ อันอยู่ภายใต้กรอบและขอบเขตุอ้างอิง.....

ในแบบวิธีการตรวจวัดทางคณิตศาสตร์....เราอาจจะตรวจวัดได้ตั้งแต่ 1 มิติ เช่น การตรวจวัดเพื่อหาค่าหนึ่งค่าใด เช่นการตรวจวัดในกรอบการสังเกตุด้วยสายตา หรือในเรขาคณิตแนวแบนแบบโบราณที่กำหนดว่าจุด คือสิ่งที่ไม่มีความกว้าง ความยาว ความสูง

แต่ถ้าเรามองโลกแห่งอนุภาค....จุด ที่เรากล่าวถึง เช่นจุดดินสอ ล้วนมีการดำรงอยู่ของอะตอมกว่า3พันล้านดำรงอยู่ในพื้นที่จุดดังกล่าว....และอะตอมเล็กๆเหล่านี้ สามารถที่จะทะลายโลกที่กินเนื้อที่ใหญ่โตในการตรวจวัดด้วยสายตาของเราได้ในพริบตา.....

พลังงานเหล่านี้ดำรงอยู่....

ในทางคณิตศาสตร์ เราอาจสมมติ ค่าต่างๆเพื่อสร้างแบบจำลองทางเรขาคณิตของวัตถุที่ดำรงอยู่ในที่ว่างสมมติ...เช่น ในเรขาคณิต4มิติ การกำหนด แกน x , y ,z และ t ( เวลา) ....

เรายังมี ค่าจินตภาพ ....ค่าในเชิงซ้อน อีกมากมายเพื่อใช้ในการอธิบาย...

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ในกรอบ4มิติ ยังมีข้อจำกัดอีกมากในการอธิบายถึง...ค่าอนันต์ต่างๆ....ที่เราไม่รู้....

และรูปทรงเรขาคณิต ที่เป็นอนัตตาอันแปรเปลี่ยน ผันแปรตลอดเวลาของสรรพสิ่งที่ดำรงอยู่ในจักรวาล.....อีกทั้งยังขึ้นอยู่กับคุณภาพแห่งการตรวจวัด...

มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ.....เป็นการประกอบกันขึ้นขององค์รวมในการก่อรูปการทางวัตถุภายใต้ระบบเชิงซ้อน(complex)หลายระบบเช่น...ระบบรูปการทางกายภาพ...และระบบรูปการทางจิตวิญญาณ..

พลังงาน ความเร็ว การเคลื่อนที่ ตำแหน่งแห่งที่ การดำรงอยู่ ย่อมแตกต่างกันในระบบทั้งสอง..
ระบบพลังงานที่สูงกว่าย่อมครอบคลุม อดีต ปัจจุบัน และอนาคต ของระบบพลังงานต่ำกว่า....

...............................


ทฤษฎีควอนตัม

ในตอนที่แล้ว...ได้กล่าวถึงแนวคิดของไอน์สไตน์.......คราวนี้เรามาทำความเข้าใจแนวคิดทฤษฎีควอนตัม อย่างกว้างๆ ....ที่ไอน์สไตน์ ไม่ยอมรับ และยังเป็นข้อขัดแย้งในการพยายามหาทางอธิบายหลักการพื้นฐานในทางฟิสิกส์ ในการตรวจวัดโลกแห่งอนุภาคมาจนถึงปัจจุบัน....โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัญหาความสัมพันธ์ของสนามแรงโน้มถ่วงกับโลกแห่งอนุภาค.....ซึ่งยังหาคำตอบที่ชัดเจนไม่ได้..



ทฤษฎีควอนตัม...อันมีการพัฒนาต่อยอดมานานจนถึงปัจจุบัน..ซึ่งมีเนื้อหาสาระในการทำความเข้าใจถึงพลังงานของโลกแห่งอนุภาคที่แสดงออกมาเป็นในรูปของก้อนพลังงาน...หรือควอนตา....

ความคิดเกี่ยวกับ แสงเป็นอนุภาคมีการเสนอแนวคิดนี้ครั้งแรก โดย ไอแซก นิวตัน แต่เนื่องจากช่วงนั้นแนวคิดเรื่องคลื่น กำลังฮิต...มีการค้นพบและสร้างทฤษฎีด้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากันคึกคัก....ความคิดของนิวตันจึงตกไป

ทฤษฎีควอนตัมยุคแรก...ที่นำเสนอโดย แมกซ์ แพลงค์ ในการตรวจวัดวัตถุที่ดูดกลืนและแผ่รังสีได้...หรือที่เรียกว่า ออสซิลเลเตอร์ และได้สร้างสมการของแพลงค์ขึ้นมา....

สมการ E = hv โดยมี h เป็นค่าคงที่ ที่เรียกว่า ค่าคงที่ของแพลงค์ อันเป็นสมการที่ตรวจวัดปริมาณของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากองค์รวมแห่งโลกใบจิ๋ว...อันหาได้จิ๋วแต่อย่างใดไม่...

ในเวลาใกล้เคียงกันนั้น ไอน์สไตน์ ได้เสนอทฤษฎี สัมพัทธภาพ และได้เสนอสมการที่โด่งดังคือ E = MC² ในการอธิบายถึงการแปรเปลี่ยนของมวลพลังงาน...และในการอธิบายถึงปรากฎการณ์โฟโต้อิเล็กตริก ของไอน์สไตน์ ได้อธิบายให้เห็นถึงการแปรเปลี่ยนระหว่างมวลกับพลังงาน...และการอธิบายถึงปรากฎการณ์ของแสงที่แสดงออกในรูปอนุภาคโฟตอน....

แบบจำลองของโลกใบจิ๋ว จาก ทอมสัน , รัทเทอฟอร์ด มาจนถึง นิล บอร์ห โดยมีการสานต่อจากนักฟิสิกส์มากมาย เช่นอาร์โนลด์ โซมเมอร์เฟลด์, ชโรดิงเจอร์ ,ไฮเซนเบอร์ก ,วูฟกัง พอลิ, ดิแรก ,หลุยส์ เดอบรอย ,มาร์ก บอร์น ,เจมส์ ฟรังค์, เฮิร์ทซ์ ฯลฯ

ทฤษฎีควอนตัม จึงได้รับการต่อยอดมาเรื่อยๆ....จนถึงปัจจุบัน

แนวคิดหลักๆของทฤษฎีควอนตัม...คือกรอบการวิเคราะห์ถึงองค์รวมแห่งปรากฏการณ์ที่แสดงออกมาแห่งโลกใบจิ๋ว...องค์รวมแห่งการประกอบกันขึ้นของสิ่งที่ตรงข้ามก่อเกิดรูปการทางวัตถุ

การสร้างแบบชุดค่าตัวเลขควอนตัม เพื่อใช้ในการหาค่าประมาณการและในการจำแนกความแตกต่างในการตรวจวัดรูปการทางวัตถุ...

เช่น ค่าวงโคจร ค่าความเอียงวงโคจร รูปร่างวงโคจร ค่าการหมุนรอบตัวเองของอิเล็กตรอน,ค่าประจุ.ค่าความประหลาด เป็นต้น

การตรวจวัดตามทฤษฎีควอนตัม จะเป็นการหาค่าประมาณการ ของกลุ่มอนุภาค...ทิศทางของกลุ่มอนุภาคที่มีการเคลื่อนที่.....โดยอาศัยหลักการกลศาสตร์ในเชิงสถิติ เช่นการกำหนดศูนย์กลางมวล หรือกรอบอ้างอิง C หรือกรอบโมเมนตัม 0 เป็นต้น เป็นจุดในการวิเคราะห์


การพัฒนาเทคนิคการตรวจวัด โลกแห่งอนุภาค ด้วยวิธีการยิงประจุพลังงานสูงเข้าไปยังอะตอม เพื่อตรวจวัด เป็นผลให้มีการค้นพบอนุภาคใหม่ๆตลอดเวลา....

และได้รับการพัฒนาแบบวิธีคิด มาจนถึง แบบชุดของ ควาร์ก และแอนตี้ควาร์ก......ซึ่งประกอบไปด้วย สัญลักษณ์ ที่ตั้งขึ้นมา....เช่น ควาร์กflavorประกอบไปด้วย up , down ,strange(sideway) ควาร์ก charm ควาร์ก colour ที่มี แดง น้ำเงิน เขียว และลักษณะของคัลเลอร์เลส เป็นต้น...

เป็นการใช้สัญญลักษณ์เหล่านี้เพื่อเปรียบเทียบและให้เหตุผลในทางตรรกะ ชื่อที่ตั้งเหล่านี้ไม่ได้มีความหมายเหมือนดังศัพท์ที่ตั้ง....หากแต่เพื่อเป็นสัญญลักษณ์ในการแทนค่าทางคณิตศาสตร์และในการจำแนกเพื่อให้เหตุผล ในการอธิบายปรากฎการณ์ของอนุภาคที่มีอันตรกิริยาภายใต้พลังงานที่สูง

อันเป็นความพยายามที่จะหาหน่วยพื้นฐานของโลกใบจิ๋ว

ดังนั้นจึงเกิด อนุภาค ควาร์ก หลายอนุภาค....และก็จะยังค้นพบต่อไปเรื่อยๆ...ไม่มีที่สิ้นสุด...ทั้งในรูปอันตรกิริยาของพลังงานสูง...และความถี่ที่ต่ำอย่างยิ่งยวด...

ทั้งนี้เนื่องจาก ค่าความเสถียรอันมีเวลาที่น้อยนิดเมื่อเทียบกับเวลาของมนุษย์ผู้สังเกตุ

การเกิดขึ้นของอนุภาคแม้จะเป็นเวลาที่น้อยนิดและสูญสลายไป...แต่ยาวนานเมื่อเปรียบเทียบอย่างสัมพัทธ์กับเวลามนุษย์.....นอกจากนั้นการเกิดขึ้นของอนุภาคใหม่ๆภายใต้อันตรกิริยาพลังงานสูง..ยังเป็นการประกอบกันขึ้นของอนุภาคต่างๆ....เป็นการประกอบกันขึ้นของแบบชุดตัวเลขทางควอนตัมต่างๆ.....

พลังงานสูงยิ่งใกล้ความเร็วแสง....หรือเท่ากับความเร็วแสง....การตรวจวัดมวลยิ่งเป็นสิ่งที่ยากมาก....รอยต่อระหว่างระบบความเร็วแสงและความเร็วที่อนันต์ที่ยังเป็นปริศนาให้เราคลี่คลายกันต่อไปในการทำความเข้าใจทางกายภาพของวัตถุเหล่านั้น.......


กฎพื้นฐานของ บอร์ห


กฎของบอร์ห ที่เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจโลกแห่งอนุภาค...มีเนื้อหาสำคัญดังนี้...

กฎข้อ1. อิเล็กตรอนโคจรได้เพียงบางระยะทางเท่านั้น ซึ่งเป็นระยะที่ยินยอมจากนิวเคลียส

วงโคจรวงพิเศษเหล่านี้อิเล็กตรอนจะโคจรรอบโดยไม่สูญเสียพลังงาน หรือที่เรียกว่าอยู่ในสถานะนิ่ง(stationary state)

กฎข้อ2. อะตอมแผ่รังสีพลังงานออกมาเมื่ออิเล็กตรอน กระโดดจากวงโคจรที่มีพลังงานสูงกว่าเข้าไปยังวงโคจรที่มีพลังงานต่ำกว่า

อะตอมดูดกลืนพลังงานเมื่ออิเล็กตรอนถีบจากวงโคจรที่มีพลังงานต่ำกว่าเข้าไปในวงโคจรที่มีพลังงานสูงกว่า

หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งได้ว่า อิเล็กตรอนผละจากวงโคจรยินยอมหนึ่งเข้าไปในวงโคจรยินยอมอีกวงหนึ่งในขณะที่อะตอมแผ่รังสีหรือดูดกลืนพลังงาน...

ต่อมา วูฟฟ์กัง พอลิ ได้ประกาศ หลักการไม่ยอมให้ของพอลิ ขึ้นมา โดยอธิบายว่าถ้าอิเล็กตรอนมีตัวเลขชุดควอนตัมชุดหนึ่งแล้วจะไม่มีอิเล็กตรอนในอะตอมนั้นสามารถมีเลขชุดควอนตัมเดียวกัน และอิเล็กตรอนแต่ละตัวในอะตอมหนึ่งๆจะต้องเคลื่อนที่แตกต่างกัน

กฎเหล่านี้ไม่ได้มีเนื้อหาสั้นๆแค่นี้...หากยังประกอบไปด้วยสูตรสมการในทางคณิตศาสตร์มากมายในการอ้างอิง

สมการทางคณิตศาสตร์และผลที่ได้จากการทดลองในห้องปฏิบัติการทางฟิสิกส์...ก่อเกิดการสร้างจินตนาการโลกใบจิ๋วแห่งอนุภาค....

หลักการกว้างๆเหล่านี้ที่เป็นพื้นฐานในการจินตนาการถึงพฤติกรรมของอนุภาคต่างๆและมีการต่อยอดกันมาเรื่อยๆจนถึงปัจจุบัน....

แบบจำลองโครงสร้างอะตอมของ นิลล์ บอห์ร ยังได้กำหนดวงโคจรของอิเล็กตรอน เป็นหลายๆวง จนถึงจำนวน n วง โดยแบ่งเป็นระยะๆที่ห่างจากนิวเคลียส เช่น วงแรกที่เป็นวงในสุดอยู่ห่างราว 0.529อังสตรอม หรือราวครึ่ง อังสตรอม(100ล้าน อังสตรอม = 1 เซนติเมตร และ 1 อังสตรอม = 0.1 นาโนเมตร) หรือเท่ากับ0.0529 นาโนเมตร วงที่สอง ก็อยู่ห่างออกมาเป็น 2.116 อังสตรอม เป็นต้น


อิเล็กตรอน ที่อยู่วงนอกสุดจะมีค่าพลังงานสูงสุด.....และอิเล็กตรอนที่อยู่วงในสุดมีพลังงานต่ำสุด...
และ บอห์ร ได้อธิบายว่า อิเล็กตรอนแต่ละตัวจะ โคจรได้เฉพาะวงโคจรที่ยินยอมเท่านั้น ภายใต้ร่องรอยที่แน่นอนร่องรอยหนึ่งใด...

ที่จริงแล้วการอธิบายเช่นนี้ ก็คงไม่ต่างจาก แนวคิดของไอน์สไตน์ ที่กล่าวถึงการโค้งงอของกาลาวกาศ อันเกิดจากสนามแรงโน้มถ่วง ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ที่ทำให้แสงเดินทางเป็นเส้นโค้ง..ภายใต้การดำรงอยู่ของเทหวัตถุขนาดใหญ่ ก่อให้เกิดการโค้งงอของกาลาวกาศรอบข้าง....

นั่นก็อาจกล่าวได้ว่าพลังงานจากนิวเคลียส ของอะตอม ก่อให้เกิดสนามแรงรอบๆนิวเคลียส...เป็นผลให้เกิดร่องรอยที่แน่นอนแห่งวงโคจรของอิเล็กตรอน...

สนามแรงแห่งนี้นอกจากการอธิบายด้วยความสัมพันธ์ของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว เกิดจากอะไร....และแรงโน้มถ่วงของโลกมีผลเกี่ยวพันด้วยหรือไม่ ....ซึ่งปัจจุบันไม่ได้ถือเอาแรงโน้มถ่วงมาเป็นตัวแปรหนึ่งในการวิเคราะห์โลกของอนุภาค...

แรงนิวเคลียร์พลังสูงที่ยึดแน่นระหว่างโปรตอนกับโปรตอนที่เป็นประจุบวก เข้าด้วยกัน และยึดเหนี่ยว นิวตรอน ภายในแกนกลางนิวเคลียส....ได้ส่งผลออกมาสู่ภายนอกรอบๆนิวเคลียสด้วยหรือไม่....

ในประเด็นนี้ หากมองในแง่โมเมนตัมก็ต้องมีแรงต้านการคงรูปของนิวเคลียส ดำรงอยู่เช่นกัน

ทำไม...อิเล็กตรอน ที่เป็นประจุลบ ถึงกับลืมเลือนสัมพันธ์กับ โปรตอน ทั้งๆที่เป็นเนื้อคู่กันและโดยธรรมชาติที่อิเล็กตรอนจะต้องโผเข้าไปรับการอุ่นไอรักจาก โปรตอน...


ผู้ใดขีดร่องรอยเอาไว้อันเป็นเส้นแบ่งแห่งความรักทั้งสองที่ไม่อาจจะข้ามพรมแดนนั้นไปได้.....ฤาฟ้าลิขิตชะตาชีวิตอิเล็กตรอนและโปรตอนให้เป็นเช่นนี้...

คำตอบคืออะไร...

แนวคิดที่นำเสนอต่อไปนี้อาจเป็นมุมมองใหม่เกี่ยวกับวิถีชีวิตอิเล็กตรอน..

.................................


วงแหวนแห่งดาวเสาร์และการหมุน



ปรากฏการณ์บนฟากฟ้าของดวงดาวต่างๆ อาจจะทำให้เรามองเห็นถึงความพิสดารแห่งจักรวาลใบนี้......และอาจจะพิสดารยิ่งกว่าความงดงามของเซลล์กล้ามเนื้อบนใบหน้าและสรีระของนางงามจักรวาลที่ประกวดกันบนดาวพระเคราะห์สีฟ้าดวงหนึ่ง.....

วงแหวนของดาวเสาร์ ที่โคจรเป็นวงรอบดวงดาวภายใต้แรงโน้มถ่วง...

ประกอบไปด้วย วัตถุ ขนาดเล็กและใหญ่ โคจรรอบดวงดาว แบ่งเป็นวงหลายวงในแนวนอน
และแต่ละวง ประกอบไปด้วยหลายร้อยหลายพันชั้นในแนวตั้ง...

สนามแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้มข้นกว่าโลกนับพันเท่า...แรงแม่เหล็กไฟฟ้า ก็ย่อมมีผลต่อ อนุภาคที่มีประจุ....

แต่สำหรับโมเลกุลและการประกอบกันเป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่ล่องลอย ย่อมเกิดจากผลของสนามแรงโน้มถ่วง.....ระหว่างแรงหนีจากศูนย์กลางและแรงดึงเข้าสู่ศูนย์กลาง...

การหมุน...

เป็นการแสดงออกที่สำคัญ ของการรักษาไว้ซึ่งการคงรูป...หรือการรักษาดุลยภาพของแรงต่างๆอันก่อเกิดอันตรกิริยาต่อองค์รวมหน่วยพลังงานนั้นๆ

การหมุน ที่รักษา หรือคงรูป ตำแหน่งแห่งที่ไว้ได้คงที่ยาวนาน ย่อมเกิดจากแรงอันสมมาตรกัน..

แล้วรูปแบบทางธรรมชาติเช่นนี้...เกิดขึ้นได้หรือไม่บนโลกแห่งอนุภาค...


โลกที่เรามีเพียงจินตนาการ....บนความสมมาตรของสมการ..


วงโคจรของอิเล็กตรอน.....จำเป็นด้วยหรือที่จะต้องมีวงในแบบที่เราจินตนาการและต่อยอดกันมาถึงปัจจุบัน...

แบบวิถีชีวิต อิเล็กตรอน เป็นอิเล็กตรอนที่สำรวมสงบนิ่ง เช่นนั้นหรือ...

คงไม่ใช่คำตอบที่ถูกต้องอย่างแน่นอน...

อิเล็กตรอน...จะต้องมีการหมุนในวงโคจรที่เร็วสูงมากนอกเหนือจากการหมุนรอบตัวเอง....เมื่อได้รับพลังงานกระตุ้นจากภายนอก...อันเป็นผลมาจากการรักษาไว้ซึ่งดุลยภาพของพลังงาน...

พลังงานที่ดำรงอยู่ในรูป..แสง...สี...เสียง...อุณหภูมิ....กลิ่น...รส...อารมณ์...ความรู้สึก..ฯลฯ ที่มนุษย์เราสัมผัสได้หรือตรวจวัดได้.....

การส่งพลังงานออกไปสั่นสะเทือนในสนามแรงและก่อเกิด คลื่นอนุภาค...

คลื่นพลังงานเหล่านี้...เมื่อผ่านเข้าไปที่อะตอม พลังงานที่เกิดขึ้นจึงมีทั้งการดูดกลืนพลังงานและการส่งออกมาของพลังงาน...ในการปรับดุลยภาพ

อิเล็กตรอนหมุนด้วยความเร็วสูง...เช่นปรากฏการณ์ที่วัดการสั่นของอะตอมยูเรเนียม กว่าพันล้านครั้งต่อวินาที นั่นย่อมแสดงว่า อิเล็กตรอนคงไม่อยู่นิ่งๆแน่นอน...

การหมุนด้วยความเร็วสูง...เช่นหลายร้อยหลายพันล้านครั้งต่อวินาทีย่อมไม่ใช่แรงที่ธรรมดา...

เราลองจินตนาการดู สมมติว่าเราขยายอะตอมให้ใหญ่ขึ้นตามสัดส่วนเราจะได้ว่า

มี ขนาดเท่าลูกฟุตบอลเป็นแกนกลางนิวเคลียส โดย มี อิเล็กตรอน ที่เล็กเท่ากับเม็ดถั่วเขียว โคจรอยู่รอบๆ และอยู่ไกลจากลูกฟุตบอล ราว สนามฟุตบอล หรือ 200-500เมตร...ไปจนถึง1-2กิโลเมตร...

เม็ดถั่วเขียว นี้จะต้องหมุนด้วยความเร็ว ที่สูงมากเช่นความเร็วระดับแสง...จึงจะทำให้รับพลังงานที่มากระทำได้...

เหตุผลคือ...การหมุนด้วยความเร็วสูงไม่ต่างจากเราเอาวัสดุเอาเชือกแขวนแล้วหมุนด้วยความเร็ว....วงโคจรของวัสดุนั้นก็เหมือนราวเป็นชิ้นเนื้อเดียวกันเป็นราวกับเส้นเชือก..เป็นต้น

อิเล็กตรอน เมื่อขยายใหญ่ขึ้น ไม่ต่างจากเม็ดถั่วเขียวเมื่อเทียบกับ โปรตอนและนิวตรอน ที่รวมกันมีขนาดเท่าลูกฟุตบอล....โดยมีช่องว่างไกลเท่าสนามฟุตบอลไปจนถึง 2 กิโลเมตร...

พลังงานที่กระทำ.....จึงเป็นไปในรูปของคลื่น ที่มากระแทกวงในการโคจรด้วยความเร็วสูง..

การกระแทกหลายล้านครั้งต่อวินาที...ไม่ต่างจากขดลวดสปริงของอิเล็กตรอน ที่ต้องกระแทกเข้าไปใกล้นิวเคลียส และดีดตัวออกมาเพื่อรักษาสมดุลในวงโคจร....ตามทิศทางของแรงที่กระทำ...

การดีดตัวย่อมก่อเกิดคลื่นแห่งพลังงานที่ถ่ายเทออก...


การอธิบายเช่นนี้....คงให้คำตอบได้ว่า...ทำไมโฟตอน ที่เกิดจากปรากฏการณ์โฟโต้อิเล็กทริก...จึงให้พลังงานออกมาด้วยความถี่เท่ากัน...ซึ่งในอดีตไม่ได้ให้คำอธิบายไว้...และปัจจุบันก็อธิบายในอีกรูปแบบหนึ่ง...

การทำความเข้าใจในพฤติกรรมของอิเล็กตรอน...ของอะตอม...เป็นหลักการพื้นฐานในการสร้างนวัตกรรมแห่งโลกปัจจุบัน...

ปัจจุบัน เราทำความเข้าใจเพียงองค์รวมกว้างๆของปรากฎการณ์ต่างๆที่อะตอมแสดงออก...



ผมขอตัดการทำความเข้าใจในรายละเอียดแบบวิธีวิเคราะห์ในปัจจุบัน...มาถึงหลักการโดยสรุปจากที่นำเสนอมาในหลายเดือน....ก่อนที่จะย้อนมาทำความเข้าใจอีกครั้งในเรื่องอิเล็กตรอน

..................................


หลักการพื้นฐานการก่อรูปการของสรรพสิ่ง



จากที่ได้นำเสนอมาในหลักการในการก่อรูปการทางวัตถุ ที่ได้นำเสนอในหัวข้อกระบวนทัศน์องค์รวม...และ ฟิสิกส์ระบำปลายเท้า (TOE)หรือ Theory Of Everything...โดยมีข้อสรุปการนำเสนอถึงหลักการพื้นฐานดังนี้...


1.- การก่อรูปการทางวัตถุของสรรพสิ่ง ล้วนเป็นการประกอบกันขึ้นของหน่วยพลังงาน

2.- การบังเกิดขึ้น การอุบัติ การก่อรูปการทางวัตถุใดๆ เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบนความต่อ เนื่องของเหตุการณ์ และความต่อเนื่องของการขาดหายไปของเหตุการณ์

3.- องค์รวมแห่งหน่วยพลังงานใดๆย่อมดำรงอยู่ในระบบที่แน่นอนที่สัมพันธ์กับระบบแห่งการตรวจวัด หรือระบบการสังเกตุที่อ้างอิงหนึ่งใด...

4.- ไม่มีองค์รวมแห่งพลังงานใดๆ ดำรงอยู่อย่างอิสระอย่างสัมบูรณ์ องค์รวมแห่งพลังงานที่ก่อเกิดรูปการทางวัตถุ ล้วนประกอบไปด้วยความหลากหลายแห่งระบบย่อยที่ก่อเกิดรูปการแห่งองค์รวมนั้นๆ

- พลังงานขององค์รวมทั้งหมด ย่อมเป็นพลังงานสูงสุดของระบบนั้นๆ และดำรงไว้ซึ่งร่อง รอยแห่งอดีต ปัจจุบัน และร่องรอยอนาคต ของระบบที่มีพลังงานต่ำกว่าอันเป็นการประกอบกันขึ้นเป็นรูปการทางวัตถุขององค์รวมใหญ่

5.- ระบบที่มีพลังงานสูงกว่า มีขนาดของกาลาวกาศที่ดำรงอยู่ หรือ space-time ที่กว้างกว่าและ
ครอบคลุม การดำรงอยู่ของระบบพลังงานต่ำกว่า ที่ดำรงอยู่ภายใต้องค์รวมเอกภาพเดียวกัน

6.- การเปลี่ยนแปลงใดๆของรูปการทางวัตถุ ล้วนเกิดจากการปรับเปลี่ยนทิศทางแห่งการเพิ่มขึ้น และการลดลงของพลังงานในระบบ เมื่อเปรียบเทียบอย่างสัมพัทธ์


7.- การตรวจวัดใดๆ ล้วนเป็นการประมาณการภายใต้ขอบเขตุแห่งการสังเกตุ ที่อยู่ภายใต้


กระบวนการการควบคุมตัวแปรอันมีข้อจำกัด ระหว่างตัวแปรที่ใกล้ชิดและตัวแปรระยะไกล...

ข้อจำกัดอันเกิดขึ้นได้จาก คุณภาพแห่งการสังเกตุ และข้อจำกัดในการ การคลี่คลายเผยตัว ออกมาของปรากฏการณ์ต่างๆที่มีพัฒนาการไปพร้อมๆกับพัฒนาการในการสังเกตุ


หลักการกว้างๆดังกล่าวข้างต้น ย่อมครอบคลุมไปถึงการก่อรูปการทางวัตถุใดๆ เช่น กระบวนการทางสังคมมนุษย์ กระบวนการทางจิตวิญญาณ กระบวนการในหน่วยอนุภาค กระบวนการเทหวัตถุในจักรวาล....เป็นต้น ต่างล้วนมีการก่อรูปการทางวัตถุภายใต้หลักการกว้างๆดังกล่าว

อย่างเช่นรูปธรรมการตรวจวัดด้วยเทคนิคการถ่ายภาพแบบเทอร์โมกราฟฟิก เราจะเห็นว่าใบไม้ที่เราเด็ดออกจากต้น หรือสิ่งมีชีวิตที่ดำรงอยู่ในที่หนึ่ง เมื่อองค์รวมทางกายภาพเคลื่อนที่ไป เราก็ยังสามารถถ่ายภาพไว้ได้ แต่เป็นภาพของกลุ่มพลังงานที่คงอยู่...แม้ใบไม้ที่เราเด็ดออกมาจากต้นแล้วแต่เราก็ยังสามารถถ่ายภาพใบไม้ใบนั้นได้...แม้จะเป็นเวลาที่น้อยเพียงแค่ 3-4 วินาที


แต่เวลา แค่นี้ สำหรับระบบที่มีความเร็วแสงแล้วนานมาก....และมีระยะทางหรือสเปซที่ยาวและกว้างไกล....เมื่อมีการเปรียบเทียบกับระบบพลังงานองค์รวมทางวัตถุที่ต่ำกว่า

การเกิดขึ้นของอนุภาคบางชนิด เกิดขึ้นและมีอายุเพียงแค่หนึ่งในล้านของวินาทีเท่านั้น

รูปธรรมดังกล่าวมา จะเห็นได้ว่า ระบบความเร็วสูงนั้นมี กาลาวกาศ ที่กว้างกว่า เวลาของระบบยังครอบคลุมอดีต ปัจจุบัน และร่องรอยอนาคต ของระบบพลังงานต่ำกว่า

ร่องรอยแห่งอดีต

ร่องรอยแห่งรูปการทางอารมณ์ของคนเรา....อันเกิดจากร่องรอยแห่งอดีตและความฝันไฝ่แห่งอนาคต

ร่องรอยทางประวัติศาสตร์ ที่ก่อเกิดรูปการทางสังคมแห่งปัจจุบัน...

ร่องรอยแห่ง อันตรกิริยา ของอนุภาค ที่ก่อเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่...และการก่อเกิดรูปการทางพลังงานขึ้นมาใหม่

ร่องรอยเหล่านี้...ตรวจวัดการอุบัติ...การบังเกิดได้ ก็ล้วนมีการเปรียบเทียบ

การเปรียบเทียบจากผู้สังเกต....จากการเปรียบเทียบระบบอ้างอิงอื่นๆ



เวลาแห่งอดีต ปัจจุบัน และอนาคต จึงขึ้นกับขอบเขตุแห่งการอ้างอิงของระบบ...ที่มีการเปรียบเทียบอย่างสัมพัทธ์

จากตอนที่แล้วที่กล่าวถึง อิเล็กตรอน ในมุมมองอีกมุมมองหนึ่งในการอธิบายถึงพฤติกรรม

ประเด็นเหล่านี้เป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ต่างๆที่เกิดขึ้น บนโลกอนุภาค..

อะตอม...สร้างบางประเทศที่คลั่งไคล้การแสวงหาอำนาจเพื่อดิ้นรนเป็นมหาอำนาจทางทหาร...ที่มีแสนยานุภาพอันมีศักยภาพสูงพอที่จะใช้อำนาจในการข่มขู่ประชาชาติบนดาวพระเคราะห์แห่งโลกใบนี้ได้...

ปัจจุบัน....จากสงครามนิวเคลียร์ มาสู่ เมกกะโปรเจกต์ สตาร์วอร์....สมรภูมิแห่งการรบที่บัญชาการและควบคุมบนห้วงอวกาศ...โดยมีเป้าหมายแห่งการทำลายล้างและการควบคุมมวลชีวิตที่อยู่บนพื้นดินและก็อะตอมเช่นกันเป็นผู้เนรมิตให้...

เลเซอร์....เครื่องมือสำคัญแห่งยุคนี้..ที่มีการใช้ในเทคโนโลยีทุกด้าน..นับแต่สิ่งของใช้ประจำบ้าน....เครื่องมือไฮเทคโนโลยีต่างๆ...เครื่องมือทางการแพทย์.....ศัลยกรรมตกแต่งเสริมความงาม....เงินตราดิจิตอล... และ อาวุธ

ภายใต้การประยุกต์จากหลักการ โฟโตอิเล็กตริก...ที่กระตุ้นให้อะตอมในวัตถุต่างๆ ปลดปล่อยพลังงานออกมา...ในรูปคลื่นความถี่ ที่แตกต่างกันไปตามวัสดุ และพลังงานที่ใช้...

จากความถี่ ที่สายตามองเห็น ไปจนถึง ความถี่ที่สายตามองไม่เห็น...
ล้วนแล้วก็คือ เลเซอร์...

อะตอมจาก ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ก็ใช้ทำ เลเซอร์ได้....ภายใต้หลักการในการกระตุ้นให้อะตอมของสิ่งเหล่านั้น ปล่อยพลังงานโฟตอนออกมา ที่มีความถี่เดียวกัน เฟสเดียวกัน...

ทำไม อะตอมจึง ปลดปล่อยโฟตอนออกมาด้วยความถี่เดียวกันหลังการถูกกระตุ้นด้วยพลังงานอย่างต่อเนื่องสม่ำเสมอ.....

จากตอนที่แล้วได้กล่าวถึงมุมมองใหม่ถึงพฤติกรรมอิเล็กตรอน...ที่เสนอมุมมองแบบใหม่ที่แตกต่างไปจากการอธิบายในแบบฟิสิกส์ปัจจุบัน...กล่าวคือ...

อิเล็กตรอน เมื่อได้รับพลังงานกระตุ้น...คงไม่ได้เลือกวงโคจรเองได้ว่าจะเลือกวงไหน...

แต่เนื่องจากความเร็วในการโคจร.....จากตัวอย่างในตอนที่แล้วเมื่อขยายให้นิวเคลียสใหญ่เท่าลูกฟุตบอล....

อิเล็กตรอน ก็จะมีขนาดเท่าเม็ดถั่วเขียว เมื่อเทียบกับนิวเคลียสที่ เป็นองค์รวมของโปรตอนและนิวตรอน.....โดยมีระยะห่างระหว่างศูนย์กลางที่เป็นลูกฟุตบอลออกไปถึง เม็ดถั่วเขียวที่โคจรอยู่ 1-2กิโลเมตร....

เม็ดถั่วเขียวหรืออิเล็กตรอนเมื่อขยายให้ใหญ่ขึ้นตามสัดส่วน.....ที่โคจรด้วยความเร็วสูง...


ยิ่งความเร็วที่สูงขึ้นเมื่อได้รับพลังงานเพิ่ม....
มวลพลังงานของอิเล็กตรอนก็จะมีขนาดใหญ่ขึ้น.....อันเป็นไปตามสมการทฤษฎีสัมพัทธภาพ...

ขนาดความกว้างยาวสูงของเม็ดถั่วเขียวที่ดำรงอยู่ในที่ว่างหดสั้นลง...อย่างสัมพัทธ์

เวลาในระบบจะยาวกว่าระบบที่มีความเร็วต่ำกว่า
แต่มวลพลังงานกลับมีขนาดใหญ่ขึ้น...
จินตนาการเหล่านี้เป็นไปตามสมการทฤษฎีสัมพัทธภาพ....

ความเร็วที่หมุนเร็วมากในวงโคจร.....ได้ก่อกำแพงแห่งมวลพลังงานที่มีขนาดใหญ่อันเพิ่มขึ้นจากความเร่งที่ได้รับจากพลังงานภายนอก....

ทิศทาง วงโคจรอิเล็กตรอน ปรับเปลี่ยนไปตามอันตรกิริยาที่ได้รับ....

คลื่นพลังงานที่มีความถี่สูง...จากภายนอก ส่งผลให้เกิดการโค้งงอของวงโคจรอิเล็กตรอน

แรงโน้มถ่วงของโลก....มีผลกระทบหรือไม่ต่อ มวลพลังงานที่มีขนาดใหญ่หรืออิเล็กตรอนที่มีการเคลื่อนที่...

เพื่อที่จะทำความเข้าใจในเบื้องต้นเกี่ยวกับ โลกแห่งอนุภาค จึงขอย้อนกลับมาทำความเข้าใจในประวัติการค้นคว้าตามล่าหาหน่วยพื้นฐานอะตอม ของบรรดานักฟิสิกส์....โดยสรุปย่อดังนี้

......................................


การค้นหาหน่วยพื้นฐาน อนุภาค


การค้นคว้าหาความสัมพันธ์อันเป็นพื้นฐานของอนุภาคยังดำเนินอยู่ตลอดเวลา...และทำให้เกิดการค้นพบใหม่ๆเรื่อยมาจากอดีตจนถึงปัจจุบัน....

หลังจากที่ มีการค้นพบว่า อะตอมประกอบไปด้วย โปรตอน นิวตรอน ที่รวมตัวเป็นนิวเคลียส โดยมีอิเล็กตรอนโคจร รอบ....และมีการสร้างแบบจำลอง อะตอมของบอห์ร...


นิวเคลียส


ในปี พ.ศ.2462 รัทเทอร์ฟอร์ด แห่งแมนเชสเตอร์ ได้พบอนุภาคโปรตอน ที่มีมวลประมาณ1,836เท่าของอิเล็กตรอน

พ.ศ.2475 เจมส์ แชดวิก นักฟิสิกส์อังกฤษ เช่นกันค้นพบอนุภาคนิวตรอน ที่มีมวล 1,840 เท่าของอิเล็กตรอน...โดยมีคุณสมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า

นักฟิสิกส์เรียกชื่อ โปรตอนและนิวตรอนรวมกันว่า นิวคลีออน

โปรตอนและนิวตรอนมีคุณสมบัติเท่าเทียมกันทุกประการ ยกเว้นประจุ...

พ.ศ.2493 มีการค้นพบว่า นิวตรอนอิสระที่อยู่ข้างนอกนิวเคลียสของอะตอม จะมีอายุเฉลี่ยเพียงแค่12 นาทีแล้วจะแตกตัวออกเป็น โปรตอน และอิเล็กตรอน

ส่วนนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส...จะดำรงอยู่ในสภาวะที่ไม่เสถียร...โดยไม่ได้แยกตัวออกจากนิวเคลียส...แต่จะมีการแผ่กัมมันตรังสีออกมา...


นิวทริโน และแอนตี้นิวทริโน


พ.ศ.2474 การจินตนาการบนค่าความสมมาตรทางสมการ ของวูฟฟ์กัง พอลิ ทำให้พอลิ พยากรณ์อนุภาคใหม่ขึ้นมา...ระหว่าง อันตรกิริยาของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน...ภายใต้การแทนค่าตามกลศาสตร์แบบควอนตัม....

และก็พยากรณ์ว่าต้องมีอนุภาคใหม่ มีมวลเป็นศูนย์ และมีประจุเป็นศูนย์...แต่เดินทางด้วยความเร็วเท่าความเร็วแสง.....

นั่นคือ อนุภาค นิวทรีโน และแอนตี้นิวทรีโน...

พ.ศ.2496 ก็มีการตรวจค้นพบแอนตี้นิวทริโน...โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน..ไคลด์ คอวาน และเฟรเดอริก เรเนส


ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ บนดวงอาทิตย์เป็นแหล่งใหญ่ในการก่อเกิดอนุภาคนี้....

อนุภาคที่ คำนวนได้ว่าสามารถทะลุทะลวงโลกเป็นว่าเล่น...ราววิ่งผ่านปุยเมฆ

สามารถที่จะทะลุผ่านตะกั่ว ที่มีอายุ 3,500 ปีแสงและมากกว่าได้อย่างสบายๆ

นิวทริโน และแอนตี้นิวทริโน คงเป็นตัวอย่างหนึ่งที่เป็นสิ่งพิสูจน์ได้ถึงในการนำเสนอแนวคิดในการบันทึกในบล็อกนี้ที่ผ่านมาว่า....การก่อรูปการทางวัตถุใดๆล้วนมีการทับซ้อนของหลายระบบแห่งพลังงาน...และมีระบบแห่งความเร็วที่แตกต่างกัน..

เช่น มนุษย์ ที่มีองค์รวมของระบบทางกายภาพ...และองค์รวมระบบทางจิตวิญญาณ อันเป็นระบบความเร็วสูง....ประกอบกันขึ้นเป็นองค์รวมของมนุษย์ที่มีหลายระบบความเร็ว...


อนุภาคมิวออนและไพออน


ความพยายามที่จะทำความเข้าใจถึงรายละเอียดที่ลึกลงไปอีกว่า...นิวคลีออน หรือแกนกลางอันประกอบไปด้วยโปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกันนั้น...เกิดขึ้นได้อย่างไร...


จึงมีการให้คำอธิบายว่า มีแรงพิสัยสั้น ที่มีพลังสูงอย่างยิ่งสามารถ เอาชนะแรงแม่เหล็กไฟฟ้า...และมีระยะเดินทางที่สั้นมากภายในนิวคลีออน นั่นคือระยะทาง ระหว่าง 1.5 – 4 เฟอร์มิส ( 1 แสน เฟอร์มิส เท่ากับ 1 อังสตรอม ) 100 ล้านอังสตรอมที่เท่ากับ 1 เซนติเมตร ยังเป็นหน่วยที่ใหญ่เกินไป...จึงมีการตั้งหน่วยวัดใหม่ เฟอร์มิส ที่มีค่าเท่ากับหน่วย เฟมโตเมตร( 10 ยกกำลังลบ 15 เมตร)

แรงนี้ไม่ส่งผลออกมานอกนิวเคลียส...
จึงไม่มีผลกระทบระหว่างอะตอม...กับอะตอม....

หลังจาก เวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก ได้เสนอแนวคิดว่า มีโฟตอนเสมือน วิ่งออกมาแลกเปลี่ยนแรงกันระหว่าง อนุภาคที่มีประจุ ระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอน อันเรียกว่าแรงแลกเปลี่ยน และ โฟตอนเสมือนจะกลายเป็นโฟตอนจริงเมื่อได้รับแรงเพิ่มขึ้น...เป็นแนวทางในการอธิบายถึงแรงแลกเปลี่ยนด้วยแนวทางทฤษฎีแรงแม่เหล็กไฟฟ้า....โดยวิเคราะห์จาก อะตอมไฮโดรเจน ที่มีโปรตอน1ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว...

ไฮเดกิ ยูกาวา นักฟิสิกส์ที่ไม่ต้องบอกว่าสัญชาติไหน..ทุกคนก็คงเดาได้ว่าเป็นชาวอะไร....

ยูกาวา ตั้งข้อสันนิษฐานว่า แนวคิดแบบแรงแลกเปลี่ยนน่าจะมีขึ้นใน นิวคลีออนเช่นกัน...ซึ่งเป็นสนามแรงพลังสูงที่มีระยะสั้น...

การคำนวนของยูกาวา ได้พยากรณ์ว่าต้องมีอนุภาคพลังงานสูง เป็นตัวยึดนิวคลีออนเข้าไว้ด้วยกัน..โดยมีมวล ปานกลางขนาด250เท่าของอิเล็กตรอน ในปีพ.ศ.2478 ก่อนเกิดสงครามโลก6ปี...


1ปีต่อมา นักฟิสิกส์ อเมริกัน คาร์ล ดี แอนเดอร์สัน ก็ตรวจพบ อนุภาคปานกลางนี้ได้โดยมีมวลขนาด207 เท่าของอิเล็กตรอน...และเรียกอนุภาคนี้ว่า...เมซอน...

แต่ เมซอนที่พบ มีระยะทางในการเดินทะลุออกไปนอกนิวคลีออน...ดังนั้นจึงไม่ใช่อนุภาคที่ ยูกาวาทำนายไว้....ที่มีระยะพิสัยสั้นภายในนิวคลีออน..

และอีก1 ปีต่อมา นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ซีซิล เอฟ เพาเวลล์ ก็ได้ตรวจพบ เมซอนที่มีมวลสูงกว่าของแอนเดอร์สัน...คือ 270 เท่า ของอิเล็กตรอน...และมีอันตรกิริยาอย่างแรงกับนิวเคลียสของอะตอม...

และทุกคนเชื่อว่าอนุภาคที่พบใหม่...คืออนุภาคยูกาวา....

มีการตั้งชื่อใหม่ ให้กับอนุภาคที่พบ...ที่มีมวลมากกว่าเรียกว่า ไพเมซอน และที่มีมวลน้อยกว่าว่า มิวเมซอน.....ต่อมาจึงเรียกสั้นๆว่า...ไพออน และมิวออน...

ไพออน หรืออนุภาค ยูกาวา มีอายุ 1 ส่วนร้อยล้านวินาที....มี3ชนิดคือ...มีประจุบวก ประจุลบ และสะเทิน...

ส่วนมิวออน...มี ประจุบวก และลบ แต่ไม่มีสะเทิน....



หมายเหตุ : อ้างอิงจาก หนังสือ อนุภาค : ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาค สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติจัดแปลและจัดพิมพ์...( แต่ต้องแก้ไขข้อมูลตรงควาร์กคัลเลอร์ใหม่ จากในหนังสือที่เป็นสีเหลืองเป็น เขียว เนื่องจาก แม่สีในทางอิเล็กทรอนิกส์นั้นถือสีเขียวเป็นแม่สีหนึ่ง ....ไม่ใช่สีเหลือง..( อย่าเข้าใจผิดว่าเป็นประเด็นคัลเลอร์เหลือง..ทางการเมืองนะ)


ตอน...การค้นหาอนุภาคมูลฐาน (ต่อ)


จากตอนที่แล้วได้กล่าวถึงการทำความเข้าใจในนิวเคลียสของอะตอม และการค้นหาหน่วยที่เป็นมูลฐานของอนุภาค....

แบบจำลองโครงสร้างอะตอมของบอห์ร...สามารถอธิบายถึงเส้นสเปกตรัมที่เป็นการแสดงออกของธาตุที่มีพลังงานที่แตกต่างกันของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนน้อย เช่น ไฮโดรเจนเป็นต้น...ซึ่งมีอิเล็กตรอนตัวเดียว....

ต่อมา อาร์โนลด์ โซมเมอร์เฟลด์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมนี...ได้ช่วยกันแก้ไขปรับปรุงโครงสร้างใหม่ของวงโคจร....จึงเป็นแบบจำลอง บอห์ร –โซมเมอร์เฟลด์ ที่ได้ปรับปรุงวงโคจรของอิเล็กตรอน ซึ่งมีทั้งวงกลม ,วงรี,การวิ่งกลับไปมาผ่านนิวเคลียส, วงโคจรที่เอียงทำมุมกับทิศทางสนามแม่เหล็ก เป็นต้น

และได้อธิบายว่า...อิเล็กตรอนจะมีวงโคจรมีรูปร่างได้บางรูปและมีมุมเอียงได้บางมุมเท่านั้น....ในการดำรงอยู่ในวงโคจรที่แน่นอนวงใดวงหนึ่งเมื่ออยู่ในสถานะภาพพื้นฐาน..

ดังนั้น แบบชุดตัวเลขควอนตัม ที่ใช้จึงมี เพียง เลขวงโคจร(n) รูปร่างวงโคจร ( l )ความเอียงวงโคจร ( m )

ต่อมา วูฟท์กัง พอลิ นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย...ได้เพิ่ม ตัวเลขที่4 เข้าไปอีกคือ...การหมุนรอบตัวของอิเล็กตรอน (s)และได้ประกาศกฎการไม่ยอมให้ของพอลิ...ดังได้กล่าวมาในตอนที่แล้ว...

หลังจากนั้น เออร์วิน ชโรดิงเยอร์ นักฟิสิกส์ออสเตรียวัย23ปี ก็ได้พัฒนาต่อโดยเสนอแบบจำลองที่อธิบายว่าอิเล็กตรอนเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค...ในลักษณะของกลุ่มคลื่น และสร้างหลักหลักกลศาสตร์ควอนตัมคลื่น...แต่ก็ยังหาคำตอบสำหรับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระไม่ได้...โดยใช้สัญญลักษณ์ว่า คลื่น Y (psi)

มาร์กซ์ บอร์น นักฟิสิกส์เยอรมัน ก็ได้เสนอ ทฤษฎี คลื่นและรอยโอกาส...และอธิบายว่าคลื่นY เป็นคลื่นของโอกาส....โดยอธิบายว่าเมื่อเราตรวจพบอิเล็กตรอนอิสระ เช่นการชนกันของอนุภาค เราก็จะสูญเสียร่องรอยของมันทันที...

เวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก นักฟิสิกส์เยอรมัน วัย19 ปี ในขณะนั้น...ก็ได้เสนอทฤษฎีขึ้นมาที่เรียกว่า...หลักความไม่แน่นอน อันมีเนื้อหาที่คล้ายคลึงกันกับแนวคิดของมาร์กซ์ บอร์น....ที่อธิบายว่าเมื่อเราเรารู้ข้อมูลด้านหนึ่งของอนุภาค เราก็จะสูญเสียการรับรู้ข้อมูลอนุภาคในด้านอื่นไปโดยอัตโนมัติ..... เช่น เมื่อเราทราบตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนในชั่วขณะหนึ่ง เราก็จะสูญเสียข้อมูล อัตราเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน..เป็นต้น


จากตอนที่แล้วที่ได้กล่าวถึงอนุภาค ไพออน และมิวออน

ไฮเดกิ ยูกาวา ยังได้พยากรณ์อีกว่า มีอนุภาค ที่เขาตั้งชื่อว่าอนุภาคW (ดับเบิลยู) เป็นตัวนำพาแรงนิวเคลียร์พลังต่ำหรือแรงอ่อน ( weak force)เช่นการแผ่กัมมันตรังสี

ซึ่งมีแรงน้อยกว่าแรงนิวเคลียร์พลังสูง หรือแรงแบบเข้ม ( strong force ) ประมาณ100 ล้านล้าน เท่า....

แรงนิวเคลียร์พลังสูง หรือแรงเข้ม ที่เชื่อมนิวคลีออน ดังที่ ยูกาวา พยากรณ์ไว้ ว่ามีอนุภาค ไพออน เป็นตัวเชื่อม มีขนาดแรงสูงกว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้า 137 เท่า....

อนุภาค W ที่ยูกาวา พยากรณ์ไว้จะเกิดขึ้นจากการสลายตัวของนิวตรอนที่จะให้โปรตอนและอิเล็กตรอน ....โดยอนุภาค W จะสลายตัวอย่างรวดเร็วเป็น อิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนแอนตี้นิวตริโน


อนุภาคประหลาด


ในระยะนี้มีการค้นพบอนุภาคใหม่ๆมากมายเช่น...อนุภาคที่มีมวลขนาดใหญ่กว่านิวคลีออน(หมายถึงโปรตอน หรือ นิวตรอน) ได้แก่ อนุภาคไซ (Ψ) อนุภาคแลมดา( L )อนุภาคซิกมา (ๅ ) อนุภาคโอเมกา ( Ω )

และได้พบ เมซอน ใหม่บางตัวที่มี มวลมากกว่าไพออน โดยตั้งชื่ออนุภาคนี้ว่า อนุภาคเค(K)

อนุภาคเหล่านี้ จะเกิดขึ้นในอันตรกิริยาพลังงานสูง แต่จะสลายตัวช้าๆในอันตรกิริยาพลังงานต่ำ....จากความไม่สมดุลเหล่านี้จึงเรียกอนุภาคเหล่านี้ว่าอนุภาคประหลาด...

นักฟิสิกส์จึงได้กำหนดให้ ค่าความประหลาด เป็นค่าหนึ่งในแบบชุดตัวเลขควอนตัมรวมไปถึงค่าตัวเลขแบริออน และค่าสปิน หรือการหมุน

แบบชุดตัวเลขควอนตัม ที่ใช้ระยะนี้จึงมี เพิ่มขึ้นมาเป็น เลขวงโคจร(n) รูปร่างวงโคจร ( l )ความเอียงวงโคจร ( m ) ค่าความประหลาด , ค่าการหมุนรอบตัวของอิเล็กตรอน (s ) , ค่าตัวเลขแบริออน , ค่าประจุ , ค่า ควาร์กเฟลเวอร์ และควาร์กคัลเลอร์


ปฎิอนุภาค


อนุภาคทุกชนิดล้วนมี ปฎิอนุภาค ที่ตรงข้ามกัน...เช่น อิเล็กตรอน ก็จะมีปฏิอนุภาคที่เรียกว่า โพรสิตรอน หรืออิเล็กตรอนบวก....โปรตอน ก็มีแอนตี้โปรตอน เป็นต้น

สำหรับอนุภาคที่ไม่มีประจุ เช่น โฟตอน และไพออนสะเทิน.... ก็จะมีการดำรงความเป็นปฏิอนุภาคของตัวเอง...


การจำแนกชุดของอนุภาค


ปัจจุบันมีการค้นพบ อนุภาคและปฏิอนุภาคใหม่ๆมากกว่า200 ชนิด...มีการจำแนกกว้างๆตามขนาดของมวลพลังงานดังนี้...

แบรีออน ( Baryons) เป็นกลุ่มอนุภาคและปฏิอนุภาคที่มีมวลมากที่สุด เช่น นิวตรอน โปรตอน โอเมกา ซิกม่า แลมดา ฯลฯ

นิวคลิออน(Nucleons) ได้แก่โปรตอน หรือนิวตรอนและปฏิอนุภาค

ไฮเปอรอน ( Hyperons) หมายถึง แบริออนที่มีมวลมากกว่านิวคลีออน

เมซอน ( Mesons)ได้แก่อนุภาคและปฏิอนุภาคที่มีมวลปานกลาง..เช่น เคออน ไพออน เป็นต้น

ฮาดรอน ( Hadrons) หมายถึงแบบชุดอนุภาคใดๆที่เกิดขึ้นในอันตรกิริยาพลังงานสูงซึ่งจะรวมไปถึง เมซอน และ แบริออนทั้งหมด...

เลปตอน ( Leptons) อนุภาคและปฏิอนุภาคที่มีมวลต่ำ หรือศูนย์ และสามารถมีอันตรกิริยากับแรงแม่เหล็กไฟฟ้า หรือแรงพลังต่ำ ได้.....แต่จะไม่มีอันตรกิริยาในพลังสูง...ได้แก่ มิวออน อิเล็กตรอน อิเล็กตรอนนิวตริโน เป็นต้น

บอซอน ( Bosons) คือ อนุภาคที่มีการหมุนรอบตัวเองเป็น 0 และ1 และไม่เป็นไปตามหลักการไม่ยอมให้ของพอลิ......คือไม่มีขีดจำกัดของจำนวน บอซอนที่อัดกันอยู่ที่เดียวกันได้..... ได้แก่ อนุภาคโฟตอน และเมซอนทั้งหมด บอซอนจึงรวมไปถึงอนุภาคทั้งหมดที่แบกพาแรงอ่อนและแรงแบบเข้ม ภายในนิวคลิออน

เฟอร์มิออน( Fermions) ได้แก่อนุภาคและปฏิอนุภาคที่มีค่าตัวเลขควอนตัมของการหมุนรอบตัวเองที่ไม่เป็นจำนวนเต็ม...เช่น ½ หรือ 1½ จึงรวมถึง แบริออน และเลปตอนทั้งหมด


การค้นหาอนุภาคที่เป็นมูลฐานของสสารต่างๆในจักรวาลยังดำเนินต่อไป.....จากการค้นพบว่า มีสิ่งที่เรียกว่าอะตอม....และในอะตอม ประกอบไปด้วย อิเล็กตรอน โดยมีโปรตอน และนิวตรอนรวมตัวอยู่ใจกลางเป็นนิวเคลียส....

นักวิทยาศาสตร์ยังพยายามทำความเข้าใจในธรรมชาติแห่งโลกของอนุภาคให้เข้าใจละเอียดยิ่งขึ้นอย่างต่อเนื่องมาตลอด....ในความสัมพันธ์ของระดับต่างๆ...จากโมเลกุล....อะตอม...และนิวเคลียสของอะตอม....รวมไปถึงความสัมพันธ์ต่างๆของแรง 4 แรงอันเป็นพื้นฐาน....

นั่นก็คือการทำความเข้าใจ....มวลพลังงานที่เป็นพื้นฐาน...ที่มีความสัมพันธ์กันระหว่างพลังงานก่อเกิดมวลอนุภาค...และมวลอนุภาคก่อเกิดพลังงาน....ที่แปรเปลี่ยนไปมา...

มีการค้นพบอนุภาคใหม่ๆอยู่ตลอดเวลา....


การจำแนกอนุภาคพื้นฐานและแรงพื้นฐานภายในอนุภาคปัจจุบันมีดังนี้ :


ปัจจุบัน มีการจำแนกอนุภาคที่เป็นพื้นฐานออกเป็น2กลุ่มใหญ่...ได้แก่กลุ่มแลปตอน และกลุ่ม ควาร์ก.....ที่เรียกว่าอนุภาคพื้นฐานหมายความว่าจากเครื่องไม้เครื่องมือในการทดลองเท่าที่มีอยู่ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าบรรดาอนุภาคเหล่านี้...ไม่สามารถตรวจพบโครงสร้างภายในที่ประกอบเป็นอนุภาคเหล่านี้ได้


1. การจำแนกตามประจุและมวลที่เป็นพื้นฐาน

-กลุ่มแลปตอน ดังได้กล่าวมาในตอนที่แล้ว...หมายถึงอนุภาคที่มีมวลน้อย หรือเป็นศูนย์..อันได้แก่ อิเล็กตรอน, อิเล็กตรอนนิวทริโน,มิวออน,มิออนนิวทริโน,tau และ tau-neutrino
( อนุภาค tau ค้นพบโดย มาร์ติน เลวิส เพิร์ล นักฟิสิกส์โนเบลชาวอเมริกัน มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับอิเล็กตรอน แต่มีมวลมากกว่า3,550 เท่า มีอายุสั้นเพียง 0.3ล้านล้านวินาที)

-กลุ่มควาร์ก อันได้แก่ ควาร์กเฟลเวอร์ (flavour) ต่างๆ ที่จำแนกตาม ประจุ และมวล ได้แก่ up(u),down(d),strange(s),charm(c),bottom(b) และ top(t) นอกจากนี้ยัง แบ่งควาร์กออกเป็น คัลเลอร์ (colour) ที่อธิบายถึงค่าของประจุที่เรียกเป็นคัลเลอร์ต่างๆอันทำให้ควาร์กเกาะเกี่ยวกันและประกอบกันขึ้น...ได้แก่ red, green และ blue

2. การจำแนกเป็นกลุ่มในการก่อโครงสร้างพื้นฐาน

-กลุ่มอนุภาคขั้นปฐมภูมิ(first family ) ได้แก่ กลุ่มที่เป็นส่วยประกอบโครงสร้างพื้นฐานของอนุภาคส่วนใหญ่ในจักรวาลและค่อนข้างเสถียรได้แก่.....up ควาร์ก , down ควาร์ก ,อิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนนิวทริโน

-กลุ่มอนุภาคขั้นทุติยภูมิ ( second family) ที่จะพบหลังเกิดบิ๊กแบงก์ ได้แก่ charm ควาร์ก, strange ควาร์ก,มิวออน และมิวออนนิวทริโน

-กลุ่มตติยภูมิ ( third family )เป็นกลุ่มที่มีอายุสั้นไม่เสถียร ได้แก่ top quark ,bottom quark , อนุภาค tau และ tau-neutrino

3.การจำแนกกลุ่มอนุภาคที่เป็นสื่อนำพาแรงภายในอนุภาค
หรือที่เรียกว่ากลุ่มบอซอน(boson)

-โฟตอน ( photon) เป็นอนุภาคพื้นฐานในการนำพาแรงแม่เหล็กไฟฟ้า....ของกลุ่มแลปตอนและ ควาร์กที่มีคู่ประจุไฟฟ้า

-กลูออน ( gluons) เป็นอนุภาคที่นำพาแรงแข็ง หรือแรงเข้ม หรือเรียกอีกชื่อว่าแรงนิวเคลียร์พลังสูง ( strong force) ที่เชื่อมควาร์ก เข้าด้วยกัน....เช่นโปรตอน ที่ประกอบด้วยควาร์ก 3 ตัวได้แก่ u,u,d นิวตรอนประกอบด้วยควาร์ก u,d,d เป็นต้น

- อนุภาค w และ Z boson เป็นอนุภาคที่นำพาแรงอ่อน หรือแรงนิเคลียร์พลังต่ำ ( weak force) เช่น แรงที่เกิดจากการแผ่กัมมันตภาพรังสี ออกมาจากนิวตรอน และเปลี่ยนเป็นอิเล็กตรอนและโปรตอน เป็นต้น


นอกจากนี้ยังมีการจำแนกอนุภาคประหลาด แบ่งเป็น2 ประเภท ได้แก่...กลุ่ม อนุภาคเค-เมซอน ที่มีมวล 967 เท่าของอิเล็กตรอน และกลุ่มไฮเปอรอน..ที่มีมวลมากกว่านิวคลีออน(โปรตอนหรือนิวตรอน) อันได้แก่ แลมด้า ,ซิกม่า,ไซ และโอเมก้า

.................................


จากตำนาน ควาร์ก ถึง ทฤษฎีควอนตัม โครโมไดนามิกส์ (Quantum Chromodynamics หรือ QCD)


ในปลายปี 1960 มีการยิงประจุพลังงานสูงเข้าไปในนิวคลีออนจากเครื่องเร่งอนุภาค...และมีการตรวจพบว่ามีจุดศูนย์กลางของประจุแยกออกจากกันเป็น3จุด ภายในโปรตอนและภายในนิวตรอน...

โดยค่าตัวเลขควอนตัม ประจุที่แยกออกภายในโปรตอนรวมกันแล้วได้เท่ากับ1 อันมีประจุเป็นบวก ส่วนนิวตรอนรวมกันได้ 0 ซึ่งไม่มีประจุ...

จึงมีการตั้งชื่อศูนย์กลางประจุเหล่านี้ว่า....พาร์ตอน ( partons)

เมอร์เรย์ เกลล์-มันน์ นักฟิสิกส์อเมริกัน...ขณะนั้นเป็นศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย จึงคิดแบบจำลองทางคณิตศาตร์ขึ้นมาเพื่ออธิบายหน่วยลึกลับเหล่านั้น...

และตั้งชื่อ หน่วยเหล่านั้นว่า...ควาร์ก และปฏิของควาร์ก ว่าแอนตี้ควาร์ก

โดยแบ่งเป็นหน่วยที่เขาตั้งชื่อให้ว่าเฟลเวอร์(flavour) อันได้แก่ up,down และ sideway ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น strange รวมกับ แอนตี้ควาร์ก ก็เป็น6หน่วย

เดิมที เกลล์-มันน์และนักฟิสิกส์เชื่อว่า...เป็นเพียงกฎเกณณ์พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ที่ดำรงอยู่ ในลักษณะ พาร์ตอนของเม็ดพลังงาน

แต่ต่อมา...ก็มีการตรวจพบลักษณะที่เป็นเม็ดของพลังงานที่แยกย่อยของหน่วยลึกลับเหล่านี้......และก้เรียกกันว่า....ควาร์ก...

เมอร์เรย์ เกลล์-มันน์ เกิดเมื่อวันที่ 15 กันยายน 1929 ที่นิวยอร์ก เข้าศึกษาระดับปริญญาตรีที่ Yale เมื่ออายุ 15 ปี ในสาขาฟิสิกส์...และสำเร็จปริญญาเอกที่ MIT ในปี1951

ปี 1952 ได้เข้าร่วมงานวิจัยที่สถาบันนิวเคลียร์ศึกษา มหาวิทยาลัยชิคาโกและได้เสนอแนวคิด The “ strangeness ” อันเป็นคุณสมบัติทางควอนตัมที่ตรวจวัดได้จากการสลายตัวของเมซอน

ปี1955 เข้าทำงานวิจัยและได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย

ปี1961 เกลล์-มันน์และ ยูวาน เน อีแมน เขียนทฤษฎี Eight fold way ( ที่ตั้งชื่อตาม มรรคแปด อันเป็นทางสายกลางที่พระพุทธเจ้าบัญญัติ) เพื่ออธิบายอันตรกิริยาพื้นฐานของแรงเข้มและวางรากฐานทางความสมมาตรคณิตศาสตร์

จากความสำเร็จในแบบจำลองตามแนวคิดของ เกลล์-มันน์ ทำให้มีการค้นพบอนุภาค omega-minus (1964)

ปี 1969 เกลล์-มันน์ ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ในผลงานการจำแนก sub-atomic และเรื่องอันตรกิริยาของอนุภาคภายในนิวคลีออน....

ต่อมาในปี1973 นักฟิสิกส์ 3 คน ได้แก่ เซลดอน ลี กลาสโซ , สตีเวน เวนเบิร์ก จากอเมริกา และ อับดุล ซาลาม จากปากีสถาน (ซึ่งทั้ง 3 คนได้รับรางวัลฟิสิกส์โนเบลในปี1979 ) ได้ร่วมกันพัฒนาทฤษฎีขึ้นมาที่ชื่อว่า ควอนตัม โครโมไดนามิกส์ หรือ QCD

และได้เพิ่มคุณสมบัติ ของควาร์ก ในเรื่องประจุสี..หรือ คัลเลอร์ อันเป็นการอธิบายถึงแรงเข้ม...ที่เกิดการแลกเปลี่ยนภายในควาร์ก...อันได้แก่ ค่าประจุ สีแดง สีน้ำเงิน และสีเขียว
เมื่อรวมกัน ไม่มีประจุจะเรียกว่าคัลเลอร์เลส...ที่จะเสถียร...

ทฤษฎี QCD ได้อธิบายว่า อนุภาคกลูออน เป็นตัวนำพาแรงแข็ง....อันเกิดจากควาร์กแต่ละตัวแลกเปลี่ยนคัลเลอร์กัน..

พร้อมกับทำนายว่าจะต้องมีควาร์กที่มีคุณสมบัติแตกต่างเพิ่มขึ้นอีกตัว คือควาร์ก charm ( C ) และมีการค้นพบในปี1974

หลังจากนั้นก็มีการค้นพบ ควาร์ก top และ bottom

และในปีที่แล้ว 2004 ได้มีการมอบรางวัลโนเบลให้กับ 3 นักฟิสิกส์ ได้แก่ เดวิท เจ กรอส, เอช เดวิท โพลิตเซอร์ และแฟรงค์ วิลเช็ค ในสาขาฟิสิกส์...ในการพัฒนาแนวคิดทฤษฎีQCD ที่ได้อธิบายถึงคุณสมบัติของควาร์กคัลเลอร์ และในการค้นพบ colour force ในรูปของ ควาร์ก-กลูออนพลาสมา...

อันเป็นการอธิบายว่า คุณสมบัติของควาร์กที่ดำรงความเป็นอิสระได้ ในสถานะภาพของพลังงานสูงมาก....ก่อนเกิด บิ๊กแบงก์

ซึ่งโดยธรรมชาติแล้ว...ไม่มีควาร์กใดที่ดำรงอยู่อย่างอิสระ...

ปัจจุบันมีการค้นพบอนุภาคใหม่เรื่อยๆ..ภายใต้เครื่องเร่งอนุภาคพลังงานสูง...เช่น อนุภาคไฮบริด หรือควาร์กลูกผสมเป็นต้น...


....................................