สนุกกับพงศาวดาร
ล่าสุดของการตามล่าหาอนุภาคที่ ‘ต้องการตัวมากที่สุด’
อนุภาคที่จุดสิ้นสุดของจักรวาล: การตามล่าฮิกส์โบซอนนำเราไปสู่ขอบโลกใหม่อย่างไร
ฌอน แคร์โรลล์
Dutton: 2012. 352 หน้า $27.95, £16.99 9780525953593 | ไอ: 978-0-259-5359-3
การค้นพบโบซอนฮิกส์ซึ่งประกาศเว็บสล็อตเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคมนั้นทั้งยาวนานและรวดเร็วอย่างไม่คาดคิด นานมาแล้ว เมื่อพิจารณาว่าเอกสารเชิงทฤษฎีชุดแรกที่เสนอว่าความสมมาตรที่ซ่อนอยู่อาจมีบทบาทในการกำเนิดของมวลได้อย่างไร ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2507 อย่างรวดเร็ว เพราะพวกเราส่วนใหญ่ที่ทำงานเกี่ยวกับการค้นหาเชิงทดลองไม่ได้คาดหวังว่าจะได้คำตอบจนกว่าจะสิ้นสุด ปีนี้.
ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่นักฟิสิกส์ของ Caltech Sean Carroll เรื่อง The Particle at the End of the Universe จะเกิดขึ้นไม่นานหลังจากการค้นพบครั้งใหญ่ที่ CERN ซึ่งเป็นโรงงานฟิสิกส์พลังงานสูงของยุโรปใกล้กับเจนีวาในสวิตเซอร์แลนด์ การรัฐประหารของอนุภาค – ฟิสิกส์เป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่ (ไม่มีการเล่นสำนวนเจตนา) ก้าวไปข้างหน้าในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกฎทางกายภาพพื้นฐานของจักรวาล และ Carroll คว้าโอกาสที่จะอภิปรายในวงกว้างเกี่ยวกับฟิสิกส์ของอนุภาคว่าการทดลองดำเนินการอย่างไร และ ความสำคัญของการค้นพบนั้นเอง
ภาพจิตรกรรมฝาผนังขนาดใหญ่ของ Josef Kristofoletti เกี่ยวกับเครื่องตรวจจับอนุภาค ATLAS ประดับประดาอาคารที่ CERN เครดิต: C. MARCELLONI/CERN
ผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์หนักกว่ามาก เช่น Ian Sample’s Massive: The Hunt for the God Particle (Virgin, 2010) ซึ่งเน้นที่ประวัติศาสตร์และบริบทของการค้นหาฮิกส์มากกว่า ทั้งสองยอดเยี่ยมและเสริม
หนังสือของ Carroll ส่วนใหญ่อาจเป็น — และอาจจะเป็น — เขียนเมื่อหลายเดือนหรือหลายปีก่อน เช่นเดียวกับ Large Hadron Collider (LHC) ซึ่งการค้นพบนี้เกิดขึ้น มันเป็นการลงทุนเวลาโดยปราศจากความเสี่ยง
หากฮิกส์ไม่ปรากฏขึ้น อาคารเชิงทฤษฎีที่คลิกเข้ามาแทนที่ตั้งแต่ตีพิมพ์เอกสารสำคัญ (โดยขึ้นอยู่กับรสนิยมของคุณในการมอบหมายเครดิต Yoichiro Nambu, Philip Anderson, Robert Brout, François Englert, Peter Higgs, Carl Hagen, Gerald Guralnik, Tom Kibble และ Gerard t’Hooft และอื่น ๆ อีกมากมาย) จะถูกเปิดเผยเป็นซุ้ม คำตอบจากการทดลองจะเป็นที่สิ้นสุดเสมอ และช่วงเวลานี้ก็เหมาะสมแล้วที่จะสร้างหนังสือเล่มนี้ไม่ว่าด้วยวิธีใด
แคร์โรลล์มีสไตล์ที่ไม่น่ากลัว
แต่ในฐานะนักจักรวาลวิทยาอนุภาคชั้นหนึ่ง เขานำเสนอข้อมูลจริงด้วยการเบลอเล็กน้อยและไม่มีพายุฝนฟ้าคะนองของคณิตศาสตร์ เขาเริ่มด้วยข่าวล่าสุด – การสัมมนา 4 กรกฎาคม และความตื่นเต้นที่มาพร้อมกัน – จากนั้นให้รายละเอียดเบื้องต้นที่แม่นยำในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค เขาแจกแจงแรงและอนุภาค และอภิปรายถึงบทบาทของสนามควอนตัมและความสมมาตร ตลอดจนเครื่องเร่งความเร็วและเครื่องตรวจจับที่ให้หลักฐานในการทำให้แนวคิดบ้าๆ นี้หยั่งรากลึกในความเป็นจริง ในช่วงท้ายของหนังสือ แครอลได้สัมผัสถึงผลกระทบของการค้นพบ
ฉันสามารถทำได้โดยไม่ต้องมีคำบรรยายแบบวินนี่เดอะพูห์ในแต่ละบท เช่น “เราแนะนำว่าทุกสิ่งในจักรวาลสร้างขึ้นจากทุ่งนา” แต่นี่เป็นข้อบกพร่องเล็กน้อย และในที่อื่นๆ เขาพูดถึงปัญหาและเหตุการณ์ต่างๆ ด้วยความจริงใจและชัดเจน
ตัวอย่างคือช่วงเวลาเก้าวันหลังจากเปิด LHC ในปี 2008 ซึ่งหนึ่งในแปดของ LHC ประสบปัญหาการรั่วไหลของฮีเลียมเหลวอย่างร้ายแรง หรืออย่างที่แคร์โรลล์พูดไว้อย่างถูกต้องว่า “มันระเบิด” ความผิดหวัง ความท้าทายในการอธิบายเหตุการณ์ต่อสาธารณะ และการรับมือกับความเสี่ยงที่ถูกกล่าวหาว่าเปิดเครื่อง — ‘หลุมดำจะกินคุณ’ – เสร็จเรียบร้อยสวยงาม
Carroll ให้ความรู้สึกถึงความเข้มข้น (และธรรมชาติสากล) ของความพยายามในการสร้างและดำเนินการ LHC ฉันไม่แปลกใจกับรายงานของเขาที่ว่า 1 ใน 16 ของผู้โดยสารที่เดินทางผ่านสนามบินเจนีวามีความเกี่ยวข้องกับ CERN ในทางใดทางหนึ่ง ฉันมักจะเป็นหนึ่งในนั้น และนั่นเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของการประชุมทางไกล อีเมล การกะกลางคืน และการอดนอนโดยทั่วไป
หนังสือเล่มนี้จบลงด้วยการอภิปรายที่น่าสนใจเกี่ยวกับการค้นพบครั้งใหม่ในฐานะประตูสู่การทำความเข้าใจประเด็นเปิดมากมายในฟิสิกส์อนุภาคและจักรวาลวิทยา ทำไมถึงมีสสารมากกว่าปฏิสสาร? พลังงานมืดและสสารมืดคืออะไร? และสมมาตรยิ่งยวดและสตริงมีอะไรมากกว่าความคิดที่ดีหรือไม่? ในฐานะที่เป็นวัตถุใหม่และหลักฐานของสนามควอนตัมใหม่ที่แผ่ซ่านไปทั่วจักรวาล Higgs boson (ไม่ว่าจะเป็นรุ่นมาตรฐาน Higgs boson หรือไม่) อาจเป็นกุญแจสำคัญในการเปิดประตูในทิศทางเหล่านี้
แคร์โรลล์เป็นผู้สนับสนุนที่มีประสบการณ์สำหรับการมีส่วนร่วมระหว่างชุมชนวิทยาศาสตร์และประชาชนทั่วไป ซึ่งในฐานะผู้เสียภาษี เป็นผู้ให้ทุนสนับสนุนในกระบวนการค้นพบส่วนใหญ่ นอกจากนี้ เขายังรับทราบถึงความเป็นไปได้ที่ชัดเจนที่ Higgs boson อาจไม่นำไปสู่การใช้งานโดยตรง ในขณะที่ครอบคลุมถึงคุณค่าของความรู้ใหม่เพื่อประโยชน์ของตนเองและประโยชน์ของเทคโนโลยีการแยกส่วนซึ่งพัฒนาขึ้นในการค้นหา ในการเดินทางอันยาวนานนี้ ซึ่งยังไม่จบสิ้น แคร์โรลล์เป็นมัคคุเทศก์ที่มีคารมคมคายและมีความสามารถเว็บสล็อต
