• TatiyaDang
  • ranking : สมาชิกทั่วไป
  • email : tatiyaw@yahoo.com
  • วันที่สร้าง : 2018-12-03
  • จำนวนเรื่อง : 56
  • จำนวนผู้ชม : 21876
  • ส่ง msg :
  • โหวต 4 คน
บอกเล่าเรื่องราวด้วยเสียงดนตรี
วันเสาร์ ที่ 23 มีนาคม 2562
Posted by TatiyaDang , ผู้อ่าน : 443 , 12:46:36 น.  
หมวด : วิทยาศาสตร์/ไอที

พิมพ์หน้านี้
โหวต 2 คน นายยั้งคิด , สันติธาตุ โหวตเรื่องนี้

physics.libretext.org

 

The birth of matter-antimatter in early universe

ในช่วงการพองตัว (Inflation) จักรวาลเต็มไปด้วยพลังงาน การขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาลทำให้อุณหภูมิของจักรวาลลดต่ำลง และเมื่อการพองตัวหยุดลง อุณหภูมิของจักรวาลสูงขึ้นมาอีกครั้งหนึ่ง (reheating) ทำให้จักรวาลมีความร้อนและมีความหนาแน่นอย่างยิ่งยวด สสาร (matter) และปฏิสสาร (antimatter) ถูกสร้างขึ้นมาจากพลังงานบริสุทธิ์ และถูกทำลายอย่างต่อเนื่องจากการชนกัน

กระบวนการสร้าง matter-antimatter เกิดขึ้นในช่วงเวลาเพียงเศษเสี้ยววินาทีตั้งแต่ 10-32 ถึง 10-6 วินาที หลังการเกิด Big Bang อยู่ในช่วงเวลาของจักรวาลยุคแรก ซึ่งมีอนุภาคพื้นฐานเกิดขึ้นได้แก่ ควาร์ก (quark) กูลออน (gluon) เลปตอน (lepton) รวมทั้งอนุภาคของแสงหรือโฟตอน (photon)

ตามทฤษฎีบิกแบง จักรวาลยุคต้นมีการสร้าง matter และ antimatter ในปริมาณที่เท่ากัน สำหรับ quark มี antimatter (or antiparticle) คือ antiquark และสำหรับ lepton มี antimatter คือ antilepton

มีอนุภาคของ matter 3 ตัวถูกสร้างในช่วงเริ่มต้นของการกำเนิดจักรวาลนี้ คือ อิเล็กตรอน (electron) โปรตอน (proton) และ นิวตรอน (neutron) สำหรับ antimatter หายไป ซึ่งจะกล่าวถึงเรื่องนี้อีกครั้งในตอนท้ายของบทความนี้

Electron ซึ่งเป็นชนิดหนึ่งของ lepton เกิดขึ้นที่เวลา 10-32 วินาที หลังการเกิด Big Bang  ส่วน proton และ neutron ถูกสร้างจากการรวมตัวของ quark สามตัว ที่เวลา 10-6 วินาที หลังการเกิด Big Bang

Proton =  2 up quark + 1 down quark

Neutron  =  1 up quark + 2 down quark

abyss.uoregon.edu

สสาร (matter) และ ปฏิสสาร (antimatter) มีมวลเท่ากัน ต่างตรงที่มีประจุไฟฟ้าที่ตรงข้ามกัน และจะถูกสร้างมาเป็นคู่เสมอ เมื่อพวกมันมาปะทะกันหรือชนกัน จะเกิดการทำลายซึ่งกันและกัน ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานบริสุทธิ์ออกมา

quora.com

สิ่งที่เรามองเห็นอยู่ทุกวันนี้ รวมทั้งสิ่งที่ประกอบเป็นเรา คือสสาร (matter) แต่เราไม่เห็นปฏิสสาร (antimatter) มันหายไปไหน (โชคดีมากที่มันหายไป เพราะถ้ามันยังอยู่ ไม่มีเราในทุกวันนี้)

 

Alan Walker, Sabrina Carpenter, Farruko - On My Way

 

slideshare.com

ปฏิสสาร (antimatter) ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1928 โดย Paul Dirac เขาเป็นผู้สร้างสมการ Dirac equation ซึ่งค้นพบปฏิอนุภาค (antiparticle) ของอิเล็กตรอน

สมการของ Dirac ได้ 2 คำตอบคือ คำตอบที่ 1 สำหรับ electron ที่มีพลังงานบวก และอีกอันสำหรับ electron ที่มีพลังงานลบ เขาได้ประกาศในปี 1931 ว่า electron มี 2 ชนิด คือ ชนิดที่มีประจุไฟฟ้าลบซึ่งเรารู้จักกันดี และชนิดใหม่ซึ่งเป็นปฏิอนุภาค ของ electron มีประจุไฟฟ้าบวก ที่เรียกว่า โปสิตรอน "positron"

สมการของ Dirac ยังแสดงว่ามีสมมาตร (symmetry) ระหว่าง electron และ positron  ซึ่งทำให้เขาตั้งข้อสงสัยว่าดวงดาวครึ่งหนึ่งในจักรวาลอาจสร้างจาก antimatter

การค้นพบนี้ทำให้ Paul Dirac ได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี 1993 ขณะมีอายุเพียง 31 ปี เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งฟิสิกส์ สาขากลศาสตร์ควอนตัม และได้ชื่อว่าเป็น 1 ใน 10 นักฟิสิกส์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ (อันดับ 1 คืออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์)

หมายเหตุ: ถ้าผู้อ่านยังจำได้ ในตอนที่ 1 ของเรื่องนี้ ได้เคยกล่าวถึง Paul Dirac มาแล้ว ซึ่งเขาเป็นคนที่เสนอว่า มีความเป็นไปได้ที่จะมีแม่เหล็กขั้วเดียวในธรรมชาติ (magnetic monopole) จากความคล้ายกันของประจุไฟฟ้าและแม่เหล็ก

 

ektalks.blogspot.com

Paul Dirac ประกาศการค้นพบ positron จากสมการของเขาในปี 1931 หนึ่งปีต่อมา มันได้ถูกค้นพบโดย Carl Anderson ในปี 1932 จากการผ่านรังสีแกมม่าที่มีพลังงานสูงเข้าใกล้นิวเคลียส ซึ่งอยู่ในพื้นที่เล็กๆของเครื่องเร่งอนุภาค การค้นพบนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี 1936 (เป็นรางวัลโนเบลที่ได้รับติดๆกันเร็วมาก หลังจากที่ Dirac ได้รับรางวัลนี้ในปี 1933)

เมื่อรังสีแกมม่าที่มีพลังงานสูง ผ่านเข้าใกล้นิวเคลียส มันจะเปลี่ยนเป็น matter-antimatter (or particle-antiparticle)  คือ electron และ positron ที่มีประจุไฟฟ้าตรงกันข้ามกัน ซึ่งเป็นสาเหตุให้เขาค้นพบ positron จากการเลี้ยวโค้งไปในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับการเลี้ยวโค้งของ electron ในสนามแม่เหล็ก

 

desy.de

หลังการค้นพบ antimatter ของ electron คือ positron นักฟิสิกส์หลายคนพยายามค้นหา antimatter ของอนุภาคชนิดอื่นๆ โดยเฉพาะโปรตอน (proton) และต้องใช้เวลาถึง 23 ปีหลังการค้นพบ positron มีการค้นพบ antimatter ของ proton ในปี 1955 โดย Emilio Segre และ Owen Chamberlain ซึ่งทำให้พวกเขาได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี 1959

 

 

cerncourier.com

Rafael.uif.cas.cz

รูปแสดงการค้นพบ antiproton ในเครื่องเร่งอนุภาค

 

การค้นพบ antimatter ของนิวตรอน ที่มีชื่อว่า antineutron เกิดขึ้นหนึ่งปีหลังการค้นพบ antiproton โดย antineutron ถูกค้นพบจากการชนกันของ proton และ antiproton ในเครื่องเร่งอนุภาค ทำให้เกิด neutron และ antineutron

จากรูปข้างล่าง p + anti-p = n + anti-n

Rafael.uif.cas.cz

 

สำหรับการค้นพบ antimatter ในธรรมชาติ เกิดขึ้นครั้งแรกในปี 2011 งานวิจัยของ American Astronomical Society ทำให้ค้นพบ positron ที่มีต้นกำเนิดจากเมฆฝนฟ้าคะนอง

phys.org

 

และมีการค้นพบ antiproton ในแถบรังสีแวน แอลเลน (Van Allen Belts) รอบโลก ซึ่งเป็นอาณาบริเวณที่มีอนุภาคแบบประจุไฟฟ้าอยู่ โดยประจุไฟฟ้าเหล่านี้มาจากการถูกดักไว้ด้วยเส้นแรงสนามแม่เหล็กที่ล้อมรอบโลกอยู่

watchers.news

 

Thomas Rhett - Make Me Wanna

 

 slideplayer.com

Law of Energy Conservation

กฎแรกของเทอร์โมไดนามิกส์คือ กฎการอนุรักษ์พลังงาน (Law of energy conservation) คือ พลังงานในระบบอิสระ (isolated system) จะมีค่าคงที่ นั่นหมายถึงพลังงานเป็นสิ่งที่ไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่หรือทำให้สูญหายหรือทำลายมันได้ แต่จะเกิดการเปลี่ยนรูปพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่ง

 

slideplayer.com

 

slideplayer.com

Albert Einstein's famous formula

"สสารสามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงาน และพลังงานสามารถเปลี่ยนเป็นสสาร"

เมื่อปี 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เสนอสมการอันโด่ดดัง  E = MC  ซึ่งเป็นสมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลและพลังงาน เมื่อมวล (m) สลายไปทั้งหมด จะเกิดพลังงาน (E) มีค่าเท่ากับ มวลที่สลายไปคูณด้วยความเร็วแสงยกกำลังสอง

จากสมการของเขา E = MC2 แสดงให้เห็นว่า ถ้าสสารถูกทำลาย พลังงานจะถูกสร้างขึ้น ในทางกลับกัน ถ้าพลังงานถูกทำลาย สสารก็จะถูกสร้างขึ้น นั่นคือสสารและพลังงานสามารถเปลี่ยนรูปกลับไปกลับมาได้ ซึ่งความเท่าเทียมกันระหว่างมวลและพลังงาน (mass-energy equivalence: E = mc2) ได้รับการยืนยันจากการทดลองทางวิทยาศาสตร์ของนักฟิสิกส์ต่างๆมากมาย

จากสมการแสดงความเท่าเทียมกันระหว่างมวลและพลังงาน (mass-energy equivalence: E = mc2) ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และกฎการอนุรักษ์พลังงาน (law of energy conservation) ทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory) จึงให้สสารและพลังงานมีปริมาณคงที่ในจักรวาล

 

Kygo, Miguel - Remind Me to Forget

 

Annihilation

เมื่อ electron และ positron มาปะทะกันหรือชนกัน จะเกิดการทำลายล้างอย่างสมบูรณ์ที่เรียกว่า  "annihilation"  มวลของอนุภาคทั้งสองจะถูกแปลงเป็นพลังงานทั้งหมดในรูปของรังสีแกมม่า (gamma ray หรือ photon : γ) ออกมาสองตัว เป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน (law of energy conservation) และ ความเท่าเทียมกันระหว่างมวลและพลังงานของไอน์สไตน์ (mass-energy equivalence: E = mc2

steemit.com

จากสมการของ Einstein การชนกันของ electron และ positron ทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงาน (E) จำนวนมหาศาลออกมา (เมื่อเทียบกับขนาดของ electron และ positron) เท่ากับ 1.637 x 10-13 Joules

หมายเหตุ  มวลของ electron และ positron เท่ากัน   m = 9.109 x 10-31  kg  ฉะนั้น มวลของทั้งสองอนุภาคจึงเท่ากับ 2 x 9.109 x 10-31  kg  ส่วนความเร็วของแสง  c = 2.998 x 108 m/sec

 

Pair Production

สสาร (matter) และ ปฏิสสาร (antimatter) มีมวลเท่ากัน ต่างตรงที่มีประจุไฟฟ้าที่ตรงข้ามกัน และจะถูกสร้างมาเป็นคู่เสมอ การสร้างคู่ของ matter-antimatter นี้เรียกว่า pair production ซึ่งเป็นกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับ annihilation ที่เป็นการทำลายล้าง matter-antimatter

ในทางทฤษฎี เมื่ออนุภาคของแสง คือ โพตอน (photon or gamma ray: γ) 2 ตัวมาปะทะกัน photon ซึ่งเป็นพลังงานจะถูกแปลงไปเป็นอนุภาคของ matter คือ electron และอนุภาคของ antimatter คือ positron ที่มีมวลเท่ากัน

  

แต่ในการทดลองจริงๆทั่วไป จะพบ photon ตัวเดียว เมื่อมาชนกับนิวเคลียสของอะตอม photon ซึ่งเป็นพลังงานจะถูกแปลงไปเป็น electron และ positron ที่มีมวลเท่ากัน

reserchgate.net

 

cnet.com

นักฟิสิกส์สร้าง  antimatter โดยการปล่อยพลังงานจำนวนมากเข้าไปในพื้นที่ขนาดเล็ก ใช้เครื่องเร่งอนุภาคทำให้อะตอมมีพลังสูงถึง ล้านล้านองศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าดวงอาทิตย์หลายแสนเท่า ซึ่งเป็นอุณหภูมิระดับเดียวกับของจักรวาลหลังการเกิด Big Bang ทันทีทันใด

จากที่ได้อธิบายมา กฎของฟิสิกส์ที่มีมาบอกเราว่า matter และ antimatter เป็นกระจกเงาของกันและกัน ต่างกันตรงชนิดของประจุไฟฟ้า การทดลองซึ่งแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่า matter และ antimatter ถูกสร้างมาในสัดส่วนที่เท่ากัน คือ CERN experiment ในเดือนตุลาคม 2017

CERN เป็นองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียสแห่งยุโรป ทำการทดลองโดยการใช้เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่สุดในโลก เพื่อจำลองสภาวะของจักรวาลยุคแรกหลังการเกิด Big Bang การทดลองของ CERN ในปี 2017 มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติพื้นฐานของ proton และ antiproton ผลจากการทดลองนี้เป็นการพิสูจน์อย่างหนักแน่นว่า ในจักรวาลยุคแรกมีการสร้าง matter และ antimatter ในปริมาณที่เท่ากัน

 

Birdy + Rhodes - Let it All Go

 

The birth of matter-antimatter in early universe

theday.co.uk

กระบวนการสร้าง matter-antimatter เกิดขึ้นในช่วงเวลาเพียงเศษเสี้ยววินาทีตั้งแต่ 10-32 ถึง 10-6 วินาที หลังการเกิด Big Bang อยู่ในช่วงเวลาของจักรวาลยุคแรก (early universe) โดย matter-antimatter ถูกสร้างขึ้นจากกระบวนการ "pair production"  เมื่อพวกมันมาปะทะกันหรือชนกัน จะเกิดการทำลายล้างที่เรียก "annihilation" ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานบริสุทธิ์ออกมา ในช่วง early universe จักรวาลมีความร้อนสูงและมีความหนาแน่นสูงด้วย matter-antimatter pairs

ตามทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory) ซึ่งถูกยืนยันโดยการทดลองของ CERN บ่งบอกว่าจักรวาลยุคแรกสร้าง matter และ  antimatter ในปริมาณที่เท่ากัน ขบวนการ annihilation ควรจะทำลายล้างพวกมันไปจนหมดสิ้น ทำให้จักรวาลมีแต่พลังงาน แต่ทุกวันนี้ ทุกๆสิ่งที่เราเห็นไม่ว่าจะเป็นรูปแบบสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุด ไปจนถึงวัตถุขนาดใหญ่ที่สุด สร้างมาจาก matter แทบทั้งสิ้น มีปริมาณของ antimatter ไม่มากนัก นั่นแสดงว่าจักรวาลยุคแรก มีปริมาณของ matter มากกว่า antimatter

การที่จักรวาลยุคแรก มีปริมาณของ matter มากกว่า antimatter ทำให้มี matter บางจำนวนรอดพ้นจากขบวนการ annihilation หลงเหลืออยู่ สร้างเป็นดวงดาว กาแลกซี่ สิ่งต่างๆ รวมทั้งตัวเรา แล้ว antimatter บางจำนวนของมันหายไปได้อย่างไร ต้องมีอะไรบางอย่างเกิดขึ้น

ความไม่สมดุลกันของ matter และ antimatter ในจักรวาลที่สังเกตุได้ เรียกว่า "matter-antimatter asymmetry" ซึ่งเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทางฟิสิกส์ที่ยังไม่มีใครสามารถเฉลยถึงสาเหตุการหายไปของ antimatter ได้

 

ขอเผยแพร่แนวคิด "แม่น้ำเจ้าพระยา หนทางแก้ปัญหาภัยแล้งในภาคอีสาน"    

เจ้าพระยา เพื่อนข้า ข้าอยากพาเจ้าไปแผ่นดินอีสาน#1    

เจ้าพระยา เพื่อนข้า ข้าอยากพาเจ้าไปแผ่นดินอีสาน#2    

สติแตก เพราะอ่านเจอโครงการเก่าแต่ชื่อใหม่

"TAP" Water for Life โครงการลำเลียงน้ำจืดผ่านทางท่อยาว 8,800 กม.ในแอฟริกา

 

 

สามารถอ่าน "ทฤษฎีบิกแบง กำเนิดจักรวาล" ตอนต่างๆ ตามลิงค์ดังต่อไปนี้

#1 Singularity, Inflation, Big Bang Problems

#2 Matter-Antimatter

#3 Big Bang Nucleosynthesis, Recombination

#4 CMB Discovery, CMB Temperature

#5 CMB Anisotropy

#6 Newton's Law of Universal Gravitation

#7 Einstein's Theory of General Relativity

#8 Einstein's Prediction : Gravitational Lensing

#9 Einstein's Prediction : Gravitational Redshift

#10 Einstein's Prediction: Precession of Mercury

#11 Einstein's Prediction: Gravitational Waves (1)

#12 Einstein's Prediction: Gravitational Waves (2)

 





แสดงความคิดเห็น


ถึง บล็อกเกอร์ ทุกท่าน โปรดอ่าน
   ด้วยทาง บริษัท จีเอ็มเอ็ม แกรมมี่ จำกัด (มหาชน) ได้ติดต่อขอความร่วมมือ มายังเว็บไซต์และเว็บบล็อกต่าง ๆ รวมไปถึงเว็บบล็อก OKnation ห้ามให้มีการเผยแพร่ผลงานอันมีลิขสิทธิ์ ของบริษัท จีเอ็มเอ็ม แกรมมี่ฯ บนเว็บ blog โดยกำหนดขอบเขตของสิ่งที่ห้ามทำ และสามารถทำได้ ดังนี้
ห้ามทำ
- การใส่ผลงานเพลงต้นฉบับให้ฟัง ทั้งแบบควบคุมเพลงได้ หรือซ่อนเป็นพื้นหลัง และทั้งที่อยู่ใน server ของคุณเอง หรือ copy code คนอื่นมาใช้
- การเผยแพร่ file ให้ download ทั้งที่อยู่ใน server ของคุณเอง หรือฝากไว้ server คนอื่น
สามารถทำได้
- เผยแพร่เนื้อเพลง ต้องระบุชื่อเพลงและชื่อผู้ร้องให้ชัดเจน
- การใส่เพลงที่ร้องไว้เอง ต้องระบุชื่อผู้ร้องต้นฉบับให้ชัดเจน
จึงเรียนมาเพื่อโปรดปฎิบัติตาม มิเช่นนั้นทางบริษัท จีเอ็มเอ็ม แกรมมี่ฯ จะให้ฝ่ายดูแลลิขสิทธิ์ ดำเนินการเอาผิดกับท่านตามกฎหมายละเมิดลิขสิทธิ์
OKNATION



กฎกติกาการเขียนเรื่องและแสดงความคิดเห็น
1 การเขียน หรือแสดงความคิดเห็นใด ๆ ต้องไม่หมิ่นเหม่ หรือกระทบต่อสถาบันชาติ ศาสนา และพระมหากษัตริย์ หรือกระทบต่อความมั่นคงของชาติ
2. ไม่ใช้ถ้อยคำหยาบคาย ดูหมิ่น ส่อเสียด ให้ร้ายผู้อื่นในทางเสียหาย หรือสร้างความแตกแยกในสังคม กับทั้งไม่มีภาพ วิดีโอคลิป หรือถ้อยคำลามก อนาจาร
3. ความขัดแย้งส่วนตัวที่เกิดจากการเขียนเรื่อง แสดงความคิดเห็น หรือในกล่องรับส่งข้อความ (หลังไมค์) ต้องไม่นำมาโพสหรือขยายความต่อในบล็อก และการโพสเรื่องส่วนตัว และการแสดงความคิดเห็น ต้องใช้ภาษาที่สุภาพเท่านั้น
4. พิจารณาเนื้อหาที่จะโพสก่อนเผยแพร่ให้รอบคอบ ว่าจะไม่เป็นการละเมิดกฎหมายใดใด และปิดคอมเมนต์หากจำเป็นโดยเฉพาะเรื่องที่มีเนื้อหาพาดพิงสถาบัน
5.การนำเรื่อง ภาพ หรือคลิปวิดีโอ ที่มิใช่ของตนเองมาลงในบล็อก ควรอ้างอิงแหล่งที่มา และ หลีกเลี่ยงการเผยแพร่สิ่งที่ละเมิดลิขสิทธิ์ ไม่ว่าจะเป็นรูปแบบหรือวิธีการใดก็ตาม 6. เนื้อหาและความคิดเห็นในบล็อก ไม่เกี่ยวข้องกับทีมงานผู้ดำเนินการจัดทำเว็บไซต์ โดยถือเป็นความรับผิดชอบทางกฎหมายเป็นการส่วนตัวของสมาชิก
คลิ้กอ่านเงื่อนไขทั้งหมดที่นี่"
OKnation ขอสงวนสิทธิ์ในการปิดบล็อก ลบเนื้อหาและความคิดเห็น ที่ขัดต่อความดังกล่าวข้างต้น โดยไม่ต้องชี้แจงเหตุผลใดๆ ต่อเจ้าของบล็อกและเจ้าของความคิดเห็นนั้นๆ
   

กลับไปหน้าที่แล้ว กลับด้านบน

<< มีนาคม 2019 >>
อา พฤ
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31            



[ Add to my favorite ] [ X ]