String Theory

นักฟิสิกส์เสียดาย LHC ยังไม่สร้างหลุมดำ

หลายคนอาจจะกลัวว่า LHC จะสร้างหลุมดำขึ้นมากลืนกินโลก (ทั้งที่ความจริงแล้วเราไม่มีอะไรต้องกลัว ยืนยันได้จากข่าวเก่า 1, 2) นักฟิสิกส์เองก็วิตกเหมือนกัน แต่วิตกว่ามันจะไม่เกิดขึ้น

ต้องอธิบายก่อนว่าทำไมนักฟิสิกส์ถึงได้กระสันอยากให้เกิดหลุมดำที่ LHC นัก อันนี้เนื่องมาจากว่าพวกเขาต้องการพิสูจน์ว่ามิติอื่นๆ ในทฤษฎีสตริง (String theory นะ ไม่ใช่จีสตริง) มีจริงหรือไม่ ทฤษฎีสตริงบอกไว้ว่าเอกภพของเรานี้ประกอบด้วยมิติหลายมิติ อนุภาคมูลฐานที่เราสังเกตได้ก็เป็นเพียงการสั่นเป็นคาบของสตริง (oscillation) ในหนึ่งมิติเท่านั้น

การทำนายอย่างหนึ่งของทฤษฎีสตริงที่นักฟิสิกส์คิดว่าพอจะใช้ LHC พิสูจน์ได้คือ เรื่องของกราวิตอน (Graviton) ซึ่งเป็นอนุภาคของแรงโน้มถ่วง เหมือนกับโฟตอนเป็นอนุภาคของแสง เพียงแต่กราวิตอนเป็นอนุภาคที่ตอนนี้มีอยู่แต่ในทฤษฎีเท่านั้น ยังไม่มีใครเห็นหน้าคร่าตาตัวเป็นๆ ของกราวิตอนเลย นักฟิสิกส์ที่เชียร์ทฤษฎีสตริงเชื่อว่ากราวิตอนบางส่วนในมิติของเรา "รั่ว" ไปยังมิติอื่นๆ ทำให้แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่อ่อนกว่าแรงอื่นในเอกภพมิติของเรา ดังนั้นหากเราเร่งอนุภาคให้มาชนกันที่พลังงานสูงกว่าพลังงานของกราวิตอนที่รั่วออกไป แรงโน้มถ่วงที่มากพอจะหลอมรวมอนุภาคนั้นเกิดเป็นหลุมดำขึ้นมาได้

นักวิทยาศาสตร์อาจพิสูจน์ได้แล้วว่า String Theory มีจริง

เพื่อสานต่อความฝันของไอน์สไตน์ เป็นเวลากว่าสองทศวรรษที่ทฤษฎีสตริงทำท่าว่าจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในการทำหน้าที่อธิบายถึง "ทฤษฎีแห่งสรรพสิ่ง" แต่จนแล้วจนรอดก็ยังไม่สามารถบรรลุเป้าหมายได้ เหตุเพราะเป็นเรื่องยากเกินไปที่จะทำการทดสอบมิติทั้งหมด "11 มิติ" ให้เห็นได้จริงนั่นเอง

ด้วยความบังเอิญ, ขณะนั่งฟังเพื่อนร่วมงานบรรยายเรื่องสมการของความพัวพันเชิงควอนตัม ศาสตราจารย์ท่านหนึ่งรู้สึกคุ้นเคยกับสมการที่ว่านี้เป็นอย่างยิ่ง และได้กลับไปค้นดูงานวิจัยของตัวเองที่บ้าน จนในที่สุดก็ต้องประหลาดใจเมื่อพบว่าสมการนั้นเหมือนกับที่ตัวเองเคยคิดไว้หลายปีก่อน แต่เป็นสมการที่ใช้ทฤษฎีสตริงมาอธิบายคุณลักษณะของ "หลุมดำ"

เมื่อเป็นเช่นนี้ หากสมการเหมือนกันจริง จะทำให้ทฤษฎีสตริงถูกนำมาใช้คาดคะเนผลลัพท์ของความพัวพันเชิงควอนตัมได้ และในเมื่อการคาดคะเนพฤติกรรมของอนุภาคพัวพันสามารถทดลองได้ในห้องแล็ป นั่นหมายถึงนี่จะเป็นครั้งแรกที่มนุษย์จะสามารถ "ทดสอบ" บางส่วนของทฤษฎีสตริงได้จากการทดลอง โดยงานวิจัยดังกล่าวได้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters แล้ว

ที่มา:

Syndicate content