ความคืบหน้าเกี่ยวกับการศึกษา Anti-Hydrogen Atom โพสต์เมื่อ:
22:38 วันที่ 20 พ.ย. 2545 ชมแล้ว:
9,803  ตอบแล้ว:
19
เมื่อเร็วๆนี้นักฟิสิกส์ในโครงการความร่วมมือ ATRAP ได้ศึกษาถึงโครงสร้างภายในของแอนตี้อะตอมของไฮโดรเจน โดยคณะนี้ทำการวิจัยที่ศูนย์เครื่องเร่งอนุภาคที่ CERN มีจุดมุ่งหมายที่จะศึกษาแอนตี้อะตอมของไฮโดรเจน เปรียบเทียบกับอะตอมของไฮโดรเจน เพื่อที่จะหาความแตกต่าง หรือ ความไม่สมมาตรระหว่างสสารและปฏิสสาร แต่ตราบเท่าปัจจุบัน แอนตี้อะตอมของไฮโดรเจนที่สามารถทำได้ กลับอยู่ในสถานะที่มีพลังงานสูงและเคลื่อนที่เร็วเกินกว่าที่จะศึกษาสมบัติต่างๆ ของมันได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นคณะ ATRAP จึงต้องหาทางที่จะทำให้มันช้าลงพวกเขาจึงทำการวิจัยที่ Anti-proton Decelaretor
หลังจากการทำนายถึงปฏิอนุภาค(anti-particle)จากสมการดิแรก
http://www.vcharkarn.com/snippets/vcafe/show_message.php?Cid=21&Pid=5858
และการค้นพบว่ามันมีอยู่จริงนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองความสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคมูลฐานทั้งหมดเรียกว่า Standard Model ซึ่งตามแบบจำลองนี้มีความสมมาตรระหว่างอนุภาคและปฏิอนุภาคกล่าวคือ ในกระบวนการอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคมูลฐานใดๆก็ตาม เราสามารถสับเปลี่ยนอนุภาคป็นปฏิอนุภาคได้โดยกฏทางฟิสิกส์ยังเหมือนเดิม แต่ถ้าความเชื่อนี้ถูกต้องก็มีคำถามว่าทำไมในเอกภพจึงมีสสารมากกว่าปฏิสสาร (matter-antimatter asymmetry) คำถามนี้เป็นสิ่งที่ท้าทายนักฟิสิกส์อนุภาคในปัจจุบัน เป็นความลับที่ยังไขไม่ออก นี่คือที่มาของการศึกษาปฏิสสารที่มีความซับซ้อนน้อยที่สุดอย่าง Anti-Hydrogen Atom โดยหวังว่าการศึกษาเปรียบเทียบกับ Hydrogen Atom จะนำไปสู่ความเข้าใจเกี่ยวกับ matter-antimatter asymmetry นี้ โดยใน standard model มีทฤษฎีบทที่เรียกว่า CPT theorem ที่บอกว่ากฏทางฟิสิกส์ต้องไม่เปลี่ยนรูปเมื่อเราทำสิ่งเหล่านี้ต่อระบบของอนุภาคที่เราสนใจกล่าวคือ
1) การสับเปลี่ยนจากอนุภาคเป็นปฏิอนุภาค(หรือกลับกัน) (Charge Conjugation : C )
2) กลับตำแหน่งจากซ้ายเป็นขวา ขวาเป็นซ้าย เช่นเดียวกับการสะท้อนในกระจก ( Parity: P )
3) กลับทิศทางการไหลของเวลา (Time reversal : T)
ดังนั้นถ้าความสมมาตรของสสารและปฏิสสารมีจริงเราต้องได้สเปคตรัมเดียวกันของHydrogen Atom และ Anti-Hydrogen Atom
|
 อะตอมของไฮโดรเจนนับว่าเป็นอะตอมที่ง่ายที่สุดของสสารทั้งหมด โดยประกอบด้วยโปรตรอนและอิเล็กตรอนเท่านั้น ดังนั้นเราสามารถทำ
แอนตี้อะตอมของไฮโดรเจนอย่างง่ายดาย (ในจินตนาการ) โดยการแทนที่โปรตรอนด้วยแอนตี้โปรตรอนและอิเล็กตรอนด้วยโปสิตรอนคือมี
มวลและสมบัติต่างเหมือนกันทุกประการยกเว้นประจุไฟฟ้าเท่านั้น
ในการทดลองที่ CERN นักฟิสิกส์ผลิต anti-hydrogen โดยใช้ antiproton จาก Antiproton-decelarator และ positron จากสารกัมมันตภาพรังสี
Sodium-22 เมื่อเก็บกักปฏิอนุภาคทั้งสองชนิดโดยกับดักแม่เหล็ก (เพราะปฏิอนุภาคทั้ง 2 ชนิดต่างมีประจุ) และทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิเดียวกัน
ปฏิอนุภาคทั้งสองชนิดก็รวมกันเป็น anti-hydrogen ซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าและหลุดออกจากกับดักแม่เหล็ก เราจะตรวจพบว่ามี anti-hydrogen atom ได้โดยใช้เทคนิค Field-Ionization เพื่อที่จะแยก antiproton กับ positron ออกจากกัน ในการทดลองชุดนี้นักฟิสิกส์สามารถสร้าง anti-hydrogen atom ประมาณ 170,000 ตัว นับเป็น 11 % ของ antiproton ที่ใส่เข้าไป สิ่งที่น่าสนใจในการทดลองครั้งนี้คือมีการศึกษาสถานะ
ภายในของ anti-hydrogen เป็นครั้งแรกโดยสามารถวัดเลขควอนตัมได้โดยประมาณเป็น n=43 ถึง n=55 ซึ่ง n นี้เป็นตัวบ่งบอกว่า anti-atom ถูกกระตุ้นให้อยู่ในสถานะใด (n=1 คือสถานะพื้นนั่นเอง) นักฟิสิกส์คาดหวังว่าสามารถทำให้ลงไปถึง n=1 ได้ซึ่งจะเป็นเป้าหมายเพราะการ ศึกษาเปรียบเทียบกับ hydrogen atom สามารถทำได้ที่สถานะนี้โดย spectrum ของทั้ง hydorgen และ anti-hydrogen ต้องเหมือนกันเมื่อเรา พิจารณาการเปลี่ยนสถานะจาก n=2 ไปยัง n=1
Links ที่น่าสนใจ
http://www.physicsweb.org/article/news/6/10/19
http://athena.web.cern.ch/athena/
http://www.sciam.com/askexpert_question.cfm?articleID=000848AB-9450-1CD1-B4A8809EC588EEDF&catID=3&topicID=13
|
จำนวน 11 ความเห็น, หน้า่ | -1- ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 11 พ.ย. 2545 (14:20)
อะตอมของไฮโดรเจนนับว่าเป็นอะตอมที่ง่ายที่สุดของสสารทั้งหมด โดยประกอบด้วยโปรตรอนและอิเล็กตรอนเท่านั้น ดังนั้นเราสามารถทำ
แอนตี้อะตอมของไฮโดรเจนอย่างง่ายดาย (ในจินตนาการ) โดยการแทนที่โปรตรอนด้วยแอนตี้โปรตรอนและอิเล็กตรอนด้วยโปสิตรอนคือมี
มวลและสมบัติต่างเหมือนกันทุกประการยกเว้นประจุไฟฟ้าเท่านั้น
ในการทดลองที่ CERN นักฟิสิกส์ผลิต anti-hydrogen โดยใช้ antiproton จาก Antiproton-decelarator และ positron จากสารกัมมันตภาพรังสี
Sodium-22 เมื่อเก็บกักปฏิอนุภาคทั้งสองชนิดโดยกับดักแม่เหล็ก (เพราะปฏิอนุภาคทั้ง 2 ชนิดต่างมีประจุ) และทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิเดียวกัน
ปฏิอนุภาคทั้งสองชนิดก็รวมกันเป็น anti-hydrogen ซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าและหลุดออกจากกับดักแม่เหล็ก เราจะตรวจพบว่ามี anti-hydrogen atom ได้โดยใช้เทคนิค Field-Ionization เพื่อที่จะแยก antiproton กับ positron ออกจากกัน ในการทดลองชุดนี้นักฟิสิกส์สามารถสร้าง anti-hydrogen atom ประมาณ 170,000 ตัว นับเป็น 11 % ของ antiproton ที่ใส่เข้าไป สิ่งที่น่าสนใจในการทดลองครั้งนี้คือมีการศึกษาสถานะ
ภายในของ anti-hydrogen เป็นครั้งแรกโดยสามารถวัดเลขควอนตัมได้โดยประมาณเป็น n=43 ถึง n=55 ซึ่ง n นี้เป็นตัวบ่งบอกว่า anti-atom ถูกกระตุ้นให้อยู่ในสถานะใด (n=1 คือสถานะพื้นนั่นเอง) นักฟิสิกส์คาดหวังว่าสามารถทำให้ลงไปถึง n=1 ได้ซึ่งจะเป็นเป้าหมายเพราะการ ศึกษาเปรียบเทียบกับ hydrogen atom สามารถทำได้ที่สถานะนี้โดย spectrum ของทั้ง hydorgen และ anti-hydrogen ต้องเหมือนกันเมื่อเรา พิจารณาการเปลี่ยนสถานะจาก n=2 ไปยัง n=1
Links ที่น่าสนใจ
http://www.physicsweb.org/article/news/6/10/19
http://athena.web.cern.ch/athena/
http://www.sciam.com/askexpert_question.cfm?articleID=000848AB-9450-1CD1-B4A8809EC588EEDF&catID=3&topicID=13
|
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 19 พ.ย. 2545 (12:17) น่าสนใจมาก ขอบคุณที่เอาข่าวมาบอกครับ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 20 พ.ย. 2545 (06:24) เห็นด้วยครับ น่าสนใจจริงๆ...ถ้าสมมุติว่าเค้าสร้าง Anti - Atom ได้ทุกตัว แล้วนำมาจัดเรียงให้เหมือน DNA เราก็จะได้ Anti - Human จริงมะ...แล้วจะเป็นยังไงอะ ???...ฮ่าๆๆ
ถ้ามีข่าวอะไรเพิ่มเติมก็มาบอกด้วยนะครับ จะรอครับ Chemist (IP:203.16.246.6,172.17.40.244,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 20 พ.ย. 2545 (13:35) anti-human เจอกับ human ก็บรรลัยสิครับ 5555
เพราะว่า matter ชนกับ anti-matter ทั้งสองก็จะทำลายล้าง(anihilate) และกลายเป็นพลังงานล้วนๆ
ดังนั้นเราคงไม่สร้างหรอกครับ เฮอๆๆๆ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 21 พ.ย. 2545 (22:38) น่าสนใจมาก ถ้ามีข้อมูลคืบหน้าช่วยรายงานด่วน atomman (IP:203.150.11.77,203.113.51.164,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 23 พ.ย. 2545 (16:37) ผมชอบแนวคิดในการสอนของ อ. ครับ มันคล้ายกับที่ อ. ตู้ ได้กล่าวในรายการทาง tv. รายการหนึ่งเกี่ยวกับระบบการศึกษาของประเทศไทย ขาดแต่เวลาที่จะปฏิรูปสภาพสังคมไทยนี้ต้องใช้เวลาแล้วค่อยมาปฏิรูปการศึกษา เด็กไทยไม่ค่อยกล้าแสดงความคิดหลอกครับส่วนน้อยมากที่จะกล้าจะเห็นได้ว่า เช่นที่ อ.ให้ยกมือในห้องยังไม่มีใครกล้าจะยกเลยครับเป็นประเภทที่ว่า"ไม่ใครเปิดก็ไม่มีใครตาม"ทั้งๆที่อยากยกแต่ก็อายอยากจะเถียง อ. ก็กลัวคนจะหาว่าบ้า พอกล้าแสดงออกไปคนก็หาว่าบ้า ก็เลยไม่ทำอีก ผมและนศ.หลายๆคนขอให้กำลังใจ อ. ครับหวังว่า อ. คงจะไม่ละทิ้งแนวคิดในการสอนและทางที่จะให้ นศ.แสดงความคิดใหม่ๆนะครับ ขอบคุณครับ จาก นักพยายามศึกษา นักพยายามศึกษา (IP:203.148.159.180,203.148.150.16,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 13 26 พ.ย. 2545 (23:19) สรุปความสมมาตรของสสารและปฏิสสารมีจริงหรือเปล่าครับ S45111566นายศฤงคาร เล็กสมบูรณ์ (IP:202.183.228.67,203.170.128.125,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 14 27 พ.ย. 2545 (10:47) ตอบคุณศฤงคาร
นั่นคือคำถามที่นักฟิสิกส์กำลังพยายามจะตอบครับ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 15 10 ธ.ค. 2545 (11:46) อยากให้การบัญญัติศัพท์ทางวิชาการสอดคล้องและได้ความหมายที่ง่ายต่อการทำความเข้าใจมากกว่านี้
s45125141 samart (IP:203.148.159.180,203.144.149.139,)
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 16 11 ธ.ค. 2545 (12:46) ต้องขอโทษครับสำหรับคุณสามารถ แต่เนื่องจากบทความหรือข่าวบางทีมันเป็นวิชาการไม่ใช่นิยายบางครั้งมันต้องการความรู้เบื้องหลังเยอะพอสมควร ศัพท์บางคำมันอาจจะต้องอธิบายกันยาวเหยียด concept บางอย่างอาจจะต้องเรียนกันเป็นเล่ม ดังนั้นถ้าจะให้ผมอธิบายให้เคลียร์ทุกอย่างข่าวนี้อาจต้องเขียน 20 หน้า แหะๆๆๆ ซึ่งไม่มีเวลาและกำลังพอที่จะทำครับ
แต่ยังไงก็จะพยายามทำให้ง่ายที่สุดสำหรับคนที่ไม่มีพื้นทางด้านนี้ ขอบคุณที่แสดงความเห็นครับ
อ้อ ศัพท์ภาษาอังกฤษทางฟิสิกส์นี่บางทีถ้าแปลเป็นไทยก็กลายเป็นไม่รู้เรื่องไปเลยก็มีนะครับ เลยขอทับศัพท์ไว้ก่อนแล้วกัน
ดังนั้นเวลาอ่านนี่ผมอยากให้เข้าใจ "ภาพรวม" นะครับ คือเขาทำอะไร มีผลอย่างไร เปลี่ยนแปลงโลกได้ยังไง ไม่ต้องไปใส่ใจรายละเอียดมากนักเพราะคนเราไม่สามารถรู้ได้ทุกสิ่งหรอกครับ
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 19 7 ก.พ. 2546 (00:56) จากการทดลองเราจะตรวจวัด quamtum state of anti hydrogen ได้อย่างไรครับ top (IP:202.44.8.98,10.10.27.133,)
|
