11 / 62
11
ปีที่ 42 ฉบับที่ 188 พฤษภาคม - มิถุนายน 2557
คนที่เห็นว่ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี ค.ศ. 2013 เป็นเรื่องไกลตัว ไม่น่าสนใจ และยากเกินกว่าจะเข้าใจ คงไม่แปลกอะไร
เพราะผู้ที่จะท�
ำความเข้าใจกระบวนการบีอีเอชได้ ต้องมีความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์ที่ต้องต่อยอดกันมาหลายชั้น โดย สามารถแสดง
เป็นแผนภาพเปรียบเทียบกับการปีนเขา ได้ดังนี้
กระบวนการบีอีเอช
(BEH Mechanism)
ทฤษฎีสนามควอนตัม
(Quantum Field Theory)
กลศาสตร์ควอนตัม
(Quantum Mechanics)
ทฤษฎีสนาม
(Field Theory)
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
(Special Relativity Theory)
กลศาสตร์
(Mechanics)
ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
(Electromagnetism)
ภาพที่ 2 แผนภาพแสดงหัวข้อในสาขาฟิสิกส์
ที่ต้องเรียนรู้เพื่อท�
ำความเข้าใจกระบวนการบีอีเอช
ซึ่งเปรียบเสมือนการปีนเขาเพื่อพิชิตยอดเขาของ
เขาลูกหนึ่ง
จะเห็นได้ว่า ผู้ที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการบีอีเอชต้องมี
ความเข้าใจทั้งทางด้าน กลศาสตร์ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ทฤษฎี
สัมพัทธภาพพิเศษ กลศาสตร์ควอนตัม และ ทฤษฎีสนาม ซึ่ง
เป็นการเรียนรู้ที่มีลักษณะของการต่อยอดความรู้คล้ายกับ
การพยายามปีนเขาไปที่สูงขึ้นไปเรื่อย ๆ ก่อนจะสามารถไปชื่นชม
บรรยากาศและทัศนียภาพที่สวยงามจากยอดเขาที่เปรียบเสมือน
กับการได้สัมผัสกับความงดงามจากการได้เข้าใจกระบวนการบีอีเอช
นอกจากความรู้ความเข้าใจเชิงทฤษฎีทางฟิสิกส์แล้ว
การที่จะสามารถพิสูจน์ถึงความถูกต้องของกระบวนการ
บีอีเอชเชิงการทดลองได้นั้น นักฟิสิกส์ ต้ องอาศัยความรู้
ความเข้ าใจทางด้ านเครื่องมือที่ใช้ ในการทดลองที่ล้ วน
อยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีและวิทยาการที่ล�้
ำสมัยในหลาย ๆ
ด้าน ไม่ว่าจะเป็น เทคโนโลยีด้านเครื่องเร่งอนุภาค เทคโนโลยี
ด้ านเครื่องตรวจจับอนุภาค เทคโนโลยีด้ านวิทยาการ
คอมพิวเตอร์ รวมไปถึง ความสามารถในการวิเคราะห์ข้อมูลที่
ซับซ้อนปริมาณมหาศาล และ ความสามารถในการประสานงาน
และท�
ำงานร่วมกัน
ในด้านการทดลองเพื่อพิสูจน์กระบวนการบีอีเอช นักฟิสิกส์
ต้องออกแบบและพัฒนาเครื่องเร่งอนุภาคที่สามารถสร้างสภาวะที่
“อนุภาคฮิกส์” (ซึ่งเป็นหลักฐานของการเกิดกระบวนการบีอีเอช)
จะสามารถปรากฏตัวให้เห็น ซึ่งเป็นสภาวะพลังงานสูงในระดับ
ที่ใกล้เคียงกับสภาวะหลังจากการก่อก�
ำเนิดเอกภพ (Big Bang)
ได้เพียงเศษเสี้ยววินาที เครื่องเร่งอนุภาคที่จะสามารถท�
ำให้เกิด
สภาวะดังกล่าวได้นั้น ต้องมีสมรรถนะสูงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
และต้องเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ก้าวข้ามขีดจ�
ำกัดทางเทคโนโลยี
ใ นอดีต และ เ มื่ออนุภาคฮิกส์ ปร ากฏตัว ใ ห้ เ ห็นแล้ ว
การที่นักฟิสิกส์จะสามารถตรวจจับและบันทึกร่องรอยของ
อนุภาคฮิกส์ไว้ได้ พวกเขาต้องอาศัยเครื่องมือส�
ำคัญที่เรียกว่า
เ ค รื่ อ ง ต ร ว จ จั บ อ นุ ภ า ค ส�
ำ ห รั บ ก า ร เ ก็ บ ห ลั ก ฐ า น
ของการปรากฏตัวของอนุภาคฮิกส์เอาไว้ โดยเครื่องตรวจจับ
อนุภาคต้องมีเซ็นเซอร์หลายล้านเซ็นเซอร์ ส�
ำหรับท�
ำการวัดค่า
ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากการชนกันแล้วสลายไปของอนุภาคต่าง ๆ
นับร้ อยล้ านครั้ง ก่ อนจะน�
ำไปวิเคราะห์ ด้ วยระบบการ
ประมวลผลทางคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ส�
ำหรับการยืนยัน
ถึงความมีอยู่จริงของอนุภาคฮิกส์ให้ชาวโลกได้รับรู้