Tip:
Highlight text to annotate it
X
เข้าประเด็นกันเลย สนามฮิกส์"ให้"มวลอนุภาคได้อย่างไร? (และเพื่อความชัดเจน
เรากำลังพูดถึงสนามฮิกส์ ไม่ใช่ ฮิกส์โบซอน ซึ่งเป็นเพียงการกระตุ้นที่หลงเหลือจากกระบวนการ
กระบวนการที่เรากำลังจะอธิบาย ผมออกนอกประเด็นไปหน่อย... กลับไปที่มวลดีกว่า)
เริ่มแรกเลย เราต้องรู้ก่อนว่าอะไรคือมวลที่เราหมายความถึง ดังนั้นเราจะพูดในทางตรงกันข้าม
และพูดถึงอะไรคือการไม่มีมวลแทน ฟังดูประหลาด แต่การนิยามสมบัติของอนุภาคที่ไม่มีมวลก็คือ
มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง อันที่จริง ความเร็วแสงควรจะถูกเรียกว่าความเร็วของอนุภาคที่ไม่มีมวลมากกว่า
ความเร็วแสงควรจะถูกเรียกว่าความเร็วของอนุภาคที่ไม่มีมวลมากกว่า แต่เนื่องจากว่า
อนุภาคไม่มีมวลตัวแรกที่เรารู้จักคือโฟตอนของแสง ชื่อเลยเป็นอย่างนั้น
อย่างไรก็ตาม ประเด็นก็คือว่า อนุภาคที่ไม่มีมวลทั้งหลายเครื่อนที่ด้วยความเร็ว 300 ล้านเมตรต่อวินาที
รายละเอียดถูกอธิบายโดยทฤษฎีสัมพันธภาพพิเศษ พูดอย่างง่ายๆเลยก็คือ
มันเป็นไปไม่ได้ ที่อนุภาคไม่มีมวลจะไม่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 300 ล้านเมตรต่อวินาที พวกมันสามารถ
เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง หรือตกกระทบบนสิ่งของและเปลี่ยนเส้นทาง แต่ความเร็วของมันไม่เคยเปลี่ยน
ความเร็วของมันไม่เคยเปลี่ยน
ดังนั้น "มวล"ก็คือสมบัติของการที่"ไม่จำเป็น"ต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง
ผลกระทบที่ตามมาคือ พวกมันก็"ไม่สามารถ"เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงเช่นกัน
แต่ประเด็นก็คืออนุภาคที่มีมวลโชคดีมากที่มันสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไหร่ก็ได้ที่มันต้องการ
ตราบเท่าที่ช้ากว่าแสง ปริมาณที่เราเรียกว่ามวลก็คืออะไรที่บอกเราว่ามันยากแค่ไหนในการเปลี่ยนความเร็วของอนุภาคตัวนั้น
มันยากแค่ไหนในการเปลี่ยนความเร็วของอนุภาคตัวนั้น
เอาล่ะ ในตอนที่หนึ่ง เราบอกไว้ว่า ถ้าไม่มีสนามฮิกส์ในแบบจำลองมาตรฐาน
อนุภาคทุกตัวควรจะไม่มีมวล และควรจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง แต่ทั้งคุณกับผม และ
สวิสชีส ก็ต่างมีมวล ดังนั้นเรามีสิทธิสุดหรูหราในการนั่งเฉยๆได้
ในการนั่งเฉยๆได้
ถ้างั้นสนามฮิกส์ช่วยเราได้อย่างไรล่ะ? เอาล่ะ ถึงแม้ว่าอนุภาคไม่มีมวลสามารถเคลื่อนที่
เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงเท่านั้น มันก็ยังสามารถกระทบกับสิ่งต่างๆได้ด้วย สิ่งเหล่านั้นคืออนุภาค
อนุภาคซึ่งจริงๆแล้วก็เป็นเพียงแค่การกระตุ้นของสนามควอนตั้ม ตัวอย่างเช่น สนามอิเล็กตรอน
สนามอิเล็กตรอนเข้มข้นในบริเวณที่เราเรียกว่า"อิเล็กตรอน" และบริเวณอื่นก็เป็น"พื้นที่ว่างเปล่า"
แต่สนามของฮิกส์ต่างไปจากปกติตรงที่ว่า มันมีความเข้มข้นสูงในทุกที่
และเพื่อความชัดเจน ความเข้มข้นปริมาณสูงนี้ไม่ใช้ฮิกส์โบซอน
ไม่ใช่ฮิกส์โบซอน นั่นเป็นการกระตุ้นเพิ่มเติมจากความค่าเหล่านี้อีกที แต่เนื่องจากว่าสนามฮิกส์มีค่าสูงในทุกที่
แต่เนื่องจากว่าสนามฮิกส์มีค่าสูงในทุกที่ อนุภาคใดๆที่สามารถมีปฏิกิริยากับมันก็แทบจะกระทบกับมันตลอดเวลา
แทบจะกระทบกับมันตลอดเวลา
และถ้าอนุภาคไม่มีมวลกระทบไปๆมาๆ (และเพราะมันเป็นกลศาสตร์ควอนตั้ม มันอาจจะไปและกลับในเวลาเดียวกัน)
มันอาจจะไปและกลับในเวลาเดียวกัน) ถึงแม้ว่าในระหว่างการกระทบมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง
พอเรารวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน มันก็ดูเหมือนอนุภาคเคลื่อนที่ช้าลงกว่าแสง
จนแม้กระทั่ง ดูเหมือนมันไม่เคลื่อนที่! และเนื่องจากว่าของที่มวลเท่านั้นที่ถูกอนุญาติให้หยุดนิ่ง
อนุภาคไม่มีมวลของเราตอนนี้ก็ทำตัวเหมือนว่ามันมีมวลไปแล้ว ทำได้ดีมาก ฮิกส์!
มากไปกว่านั้น สนามฮิกส์สามารถมีปฏิกิริยากับสถานะกระตุ้นของตัวเองได้ด้วย ซึ่งแปลว่า
มันสามารถให้มวลกับฮิกส์โบซอนด้วยเช่นกัน จริงๆแล้ว สนามฮิกส์ชอบที่จะมีปฏิกิริยา
สนามฮิกส์ชอบที่จะมีปฏิกิริยากับตัวเองมากกว่าอิเล็กตรอนและโปรตอนที่แสนต่ำต้อยซึ่งสร้างพวกเราขึ้นมา
ทำให้ฮิกส์โบซอนมีมวลมากกว่า และนั่นเป็นส่วนของเหตุผลว่าทำไมมันยากเหลือเกินที่จะหามัน
ที่จะหามัน แต่เราก็ไม่ควรคร่ำครวญ เพราะถึงแม้ว่าฮิกส์จะสร้างปัญหามากมาย
และให้มวลพวกเราเพียงนิดเดียว อย่างน้อยที่สุดเราก็มีมวลและทำให้เรามีความสุขง่ายๆได้กับการนั่งเฉยๆ
อย่างน้อยที่สุดเราก็มีมวลและทำให้เรามีความสุขง่ายๆได้กับการนั่งเฉยๆ