วงการฟิสิกส์เจอทางตัน เมื่อ "อนุภาคพระเจ้า" ไม่ยอมแสดงปาฏิหาริย์

วงการฟิสิกส์เจอทางตัน เมื่อ "อนุภาคพระเจ้า" ไม่ยอมแสดงปาฏิหาริย์ - BBCไทย

หน่วยทดลองแอตลาส (ATLAS) และซีเอ็มเอส (CMS) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่แอลเอชซี (LHC) รายงานตรงกันว่าอนุภาคฮิกส์ หรือฮิกส์โบซอน (Higgs boson) หรือที่มีฉายาเรียกขานกันว่า "อนุภาคพระเจ้า" มีพฤติกรรมในการทดลองล่าสุดเป็นไปตามความคาดหมายของทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน โดยไม่พบความพิเศษผิดธรรมดาของอนุภาคฮิกส์ดังที่เคยคาดการณ์ไว้

ผลการศึกษาดังกล่าวไม่ใช่เรื่องดีสำหรับวงการฟิสิกส์อนุภาค เพราะนั่นหมายความว่าเราจะไม่สามารถทำความเข้าใจและปรับปรุงทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (standard model) ของอนุภาคต่าง ๆ ที่ยังไม่สมบูรณ์ให้ดีขึ้นกว่าเดิมได้ เปรียบเสมือนว่านักวิทยาศาสตร์ได้เดินมาถึงทางตันเสียแล้ว

ภาพจำลองเหตุการณ์ที่ฮิกส์โบซอนสลายตัวลง และได้กลายเป็นอนุภาคชนิดอื่น / CERN / CMS

อนุภาคฮิกส์คืออนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่ง โดยเป็นตัวการที่ทำให้อนุภาคอื่น ๆ มีมวล (mass) บังเกิดขึ้น ซึ่งศาสตราจารย์ปีเตอร์ ฮิกส์ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้ทำนายถึงการมีอยู่ของอนุภาคนี้มาตั้งแต่ปี 1964 ก่อนที่จะมีการค้นพบจริงในปี 2013

• เซิร์นเผยแผนสร้างอุโมงค์ยักษ์ชนอนุภาคแห่งใหม่ยาว 100 กม.
• เครื่องชนอนุภาคแอลเอชซีตรวจพบ "ฮิกส์ โบซอน" เป็นครั้งที่สอง
• ค้นพบอนุภาค "แอ็กซิออน" ที่ทฤษฎีฟิสิกส์ทำนายไว้เมื่อ 43 ปีก่อน

ยังไม่มีใครทราบว่าอนุภาคฮิกส์ทำให้อนุภาคอื่น ๆ มีมวลได้อย่างไร และเหตุใดอนุภาคต่างชนิดจึงมีมวลอยู่มากน้อยไม่เท่ากัน แต่ก่อนหน้านี้นักฟิสิกส์บางรายเคยเสนอแนวคิดว่า อาจมีอนุภาคฮิกส์อยู่หลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็จะจับคู่กับอนุภาคเฉพาะกลุ่ม ทำให้มีมวลในระดับที่แตกต่างกันออกไป

หากสมมติฐานดังกล่าวเป็นจริง การทดลองที่จับตาดูการสลายตัวของอนุภาคฮิกส์จะต้องให้ผลที่เหนือความคาดหมาย แต่การทดลองในเครื่องชนอนุภาคแอลเอชซีครั้งล่าสุด พบว่ามันได้สลายกลายเป็นอนุภาคมิวออน (muon) 2 ตัว ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวลน้อยกว่าบรรดาอนุภาคอื่น ๆ ที่ฮิกส์โบซอนเคยจับคู่ด้วย

CERN / MAX BRICE

ผลการทดลองนี้ชี้ว่า มีความเป็นไปได้สูงที่อนุภาคฮิกส์จะมีอยู่เพียงชนิดเดียว ซึ่งก็จะตรงกับสิ่งที่เป็นอยู่ตามทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐานดั้งเดิมนั่นเอง ทำให้ยังไม่สามารถพัฒนาขยับขยายทฤษฎีดังกล่าวให้ก้าวหน้า เพื่ออธิบายครอบคลุมไปถึงสสารมืดและพลังงานมืดได้

ทีมนักฟิสิกส์ขององค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรปหรือเซิร์น (CERN) ได้รายงานถึงพฤติกรรมที่น่าผิดหวังของอนุภาคฮิกส์ดังข้างต้น ในการประชุมวิชาการระหว่างประเทศว่าด้วยฟิสิกส์พลังงานสูง ซึ่งปีนี้จัดขึ้นทางออนไลน์

อย่างไรก็ตาม พวกเขาหวังว่าจะสามารถทำการทดลองที่วัดค่าต่าง ๆ ได้ละเอียดแม่นยำมากขึ้นในอนาคต เพื่อตรวจจับพฤติกรรมที่ผิดแปลกของอนุภาคฮิกส์ได้ ซึ่งเรื่องนี้เป็นที่มาของแผนการสร้างเครื่องผลิตและชนอนุภาคฮิกส์ที่ทรงพลังมากยิ่งขึ้น อย่างเช่นเครื่องชนอนุภาควงกลมแห่งอนาคต (Future Circular Collider - FCC) ที่เซิร์นกำลังดำเนินการอยู่นั่นเอง