นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลเชื่ออีกไม่นานมนุษย์จะค้นพบที่มาของจักรวาล

"Prof. David J. Gross" นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ปาฐกถาพิเศษที่มธ. ศูนย์รังสิต เชื่ออีกไม่นานมนุษย์จะค้นพบที่มาของจักรวาลพร้อมพัฒนาไปสู่ประโยชน์ทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (มธ.) จัดงานปาฐกถาพิเศษ Nobel Laureates : Bridges 2018 โดย Prof. David J. Gross นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล “ร่วมเวทีขับเคลื่อนวิทยาศาสตร์โลก ถ่ายทอดองค์ความรู้การค้นพบที่มาของจักรวาล” ณ ห้อง Lecture Theatre อาคารบรรยายรวม 4 คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิต

Prof. David J. Gross นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 2004 ปาฐกถาพิเศษ Nobel Laureates : Bridges 2018 ในหัวข้อ “The Many Frontiers of Physics”  เชื่ออีกไม่นานมนุษย์จะค้นพบที่มาของจักรวาล ผ่านทฤษฎีโครงสร้างพื้นฐานของอะตอม สสารมืดและพลังงานมืด พร้อมพัฒนาไปสู่ประโยชน์ทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รวมถึงนวัตกรรมต่าง ๆ ในอนาคต

Prof. David J. Gross ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบ Asymptotic Freedom ของอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคมูลฐานในปรากฎการณ์นิวเคลียร์อย่างแรง ซึ่งเป็นทฤษฎีสำคัญที่ช่วยนำทางไปสู่ความเข้าใจโครงสร้างพื้นฐานของสสารที่สรรสร้างจักรวาลขึ้นมา Prof. David J. Gross กล่าวว่า ตลอด 50 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สามารถพิสูจน์และสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับที่มาของสสารและแรงที่กระทำต่อสสารเหล่านั้นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยสามารถตรวจพบอนุภาคมูลฐานที่ประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งเป็นอนุภาคที่เล็กกว่าระดับนาโนเมตร

“สิ่งที่เราทำอยู่นี้ จะช่วยให้มนุษย์รู้ความเป็นมาของจักรวาลได้มากกว่าเดิม พร้อมตอบคำถามว่าจักรวาลอุบัติขึ้นมาได้อย่างไร ธรรมชาติของจักรวาลเป็นเช่นใด จะขยายตัวต่อไปเรื่อยๆ หรือไม่ แน่นอนว่า จุดเริ่มต้นของการสร้างองค์ความรู้ ก็คือความไม่รู้ นำมาสู่การตั้งคำถามใหม่ๆ การสังเกต ทดลองและพัฒนาทฤษฎี” Prof. David J. Gross กล่าวไว้

Prof. David J. Gross แสดงข้อคิดเห็นว่า ปัจจุบันฟิสิกส์ชั้นแนวหน้าของโลกล้วนตั้งอยู่บนคำถามเกี่ยวกับ จักรวาลวิทยา หลุมดำ วิทยาการคำนวณแบบควอนตัม วัสดุควอนตัม และกาล-อวกาศในทฤษฎีสตริง ในด้านจักรวาลวิทยา Prof. David J. Gross ตั้งคำถามว่า “จักรวาลมีจุดเริ่มต้นอย่างไร” จากข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่เรามีเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของสิ่งต่างๆ ในจักรวาล ชี้ไปยังข้อสันนิษฐานที่ว่าธรรมชาติน่าจะมีสสารและพลังงานที่เรามองไม่เห็นอยู่ในจักรวาลอีก โดยสสารที่เรามองไม่เห็น ถูกเรียกว่า สสารมืด หรือ dark matter และพลังงานที่มองไม่เห็นเรียกว่า พลังงานมืด หรือ dark energy ซึ่งมีอยู่เป็นจำนวนมากรวมกันแล้วประมาณ 96% สสารที่เรารู้จักอยู่รอบตัวเรา สุดท้ายคำถามเกี่ยวกับจักวาลนี้นำไปสู่คำถามสุดท้ายว่า “จักรวาลมีจุดจบอย่างไร” และหากมองผ่านจักรวาลที่กว้างใหญ่นั้น ธรรมชาติยังมีหลุมดำอยู่มากมายทั่วจักรวาล ซึ่งเป็นอีกหนึ่งปรากฎการณ์ที่นักฟิสิกส์ทั่วโลกล้วนสนใจ ในปี ค.ศ. 2015 ได้ตรวจพบการแผ่คลื่นความโน้มถ่วงจากการปะทะกันของหลุมดำได้ ยิ่งตอกย้ำความน่าสนใจของหลุมดำ นอกจากนี้ ในปัจจุบันเรายังสามารถเข้าใจ จัดการและควบคุมวัสดุในระดับอะตอมได้อีกด้วย ทำให้เกิดวัสดุชนิดใหม่ เช่น กราฟฟีน ซึ่งวัสดุชนิดใหม่เหล่านี้จะนำไปสู่วิทยาการคำนวณแบบควอนตัม

ในส่วนของคำถามที่ว่าสสารที่มีอยู่ในจักรวาลนี้ประกอบไปด้วยองค์ประกอบย่อยอะไร แล้วองค์ประกอบย่อยเหล่านี้สามารถมีอันตรกิริยากันอย่างไร จึงประกอบกันออกมาเป็นสสารต่างๆ ได้ ปัจจุบันเราสามารถเข้าใจโครงสร้างสสารในระดับนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งประกอบจากโปรตอนและนิวตรอน โดยเราพบว่าโปรตอนและนิวตรอนประกอบไปด้วยอนุภาคย่อยที่เรียกว่าควาร์ก 3 ตัว โดยอนุภาคที่เรียกว่าควาร์กนี้เป็นอนุภาคที่นับว่าเป็นอนุภาคมูลฐานหรือเป็นอนุภาคที่เป็นองค์ประกอบย่อยสุดของสสารในธรรมชาติ ซึ่งควาร์กจะมีตัวสื่อแรงคืออนุภาคที่เรียกว่ากลูออน

ควาร์กและกลูออนนั้นสามารถอธิบายด้วยหลักของอันตรกิริยานิวเคลียร์อย่างแรง ผ่านหลักทฤษฎี Quantum Chromodynamics หรือ QCD โดยเราพบว่าอันตรกิริยานิวเคลียร์อย่างแรงมีค่ามากและทำให้อันตรกิริยาระหว่างควาร์กและกลูออนมีความแข็งแรงจนไม่พบควาร์กในสภาพอิสระได้ แต่ Prof. David J. Gross ได้ค้นพบว่าที่ระยะช่วงหนึ่ง อันตรกิริยาระหว่างควาร์กจะอ่อนแรงลงจนควาร์กประพฤติตัวเหมือนอยู่ในสภาพอิสระเรียกว่า Asymptotic Freedom ซึ่งเป็นความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานของสสารที่ประกอบจากอนุภาคมูลฐานครั้งใหม่

“องค์ความรู้รากฐานเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติอย่างไร” Prof. David J. Gross กล่าวต่อไปว่า กลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งถูกค้นพบเมื่อ 100 ปีที่ผ่านมา ปัจจุบันควอนตัมฟิสิกส์เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรม เช่น เลเซอร์ ระบบวงจรรวมและทรานซิสเตอร์ในมุมมองของ Prof. David J. Gross เชื่อว่า มนุษย์ยังจะสามารถคิดค้นทฤษฎีใหม่ๆ ได้อีกแน่นอน เพราะภาษาธรรมชาติและคณิตศาสตร์มีศักยภาพไม่จำกัด “ไม่มีสัญญาณบ่งบอกว่า เราจะไม่สามารถตอบคำถามต่างๆ ได้ เพราะคำอธิบายที่ดีที่สุดมีอยู่แน่นอน แม้จะยังมาไม่ถึงก็ตาม สิ่งสำคัญคือการตระหนักเรียนรู้พื้นฐานของหลักการให้ชัดเจน เพื่อต่อยอดไปสู่การพัฒนา การตอบคำถามได้อย่างถูกต้องเหมาะสม ประกอบกับการประสานความร่วมมือ เรียนรู้ร่วมกันระหว่างทฤษฎีวิทยาศาสตร์แขนงต่างๆ วิศวกรรม แม้กระทั่งสังคม ในการแสวงหาหนทางการพัฒนา สร้างผลประโยชน์กับมนุษยชาติ”