คำว่า "อนุภาคพระเจ้า" (The God Particle) ที่ใช้เรียก อนุภาคฮิกส์ (Higgs Boson) นั้น จริงๆ แล้วไม่ได้มีจุดเริ่มต้นมาจากความเกี่ยวโยงทางศาสนา เทววิทยา หรือความลึกลับเหนือธรรมชาติแต่อย่างใด แต่เกิดจากความบังเอิญและเทคนิคการตลาดของสำนักพิมพ์ล้วนๆ
เบื้องหลังของชื่อนี้มีที่มาที่น่าสนใจอยู่ 2 เหตุผลหลัก
1. ชื่อประชดประชันที่ถูกเปลี่ยนเพื่อการตลาด
ย้อนกลับไปในปี 1993 นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ลีออน เลเดอร์แมน (Leon Lederman) ได้เขียนหนังสือเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาค และเขาต้องการเน้นย้ำถึงความสำคัญของอนุภาคฮิกส์ ซึ่งในตอนนั้นเป็นอนุภาคภาคทฤษฎีที่ยังไม่มีใครค้นพบ และมันตามหาตัวยากมากๆ
เดิมทีเลเดอร์แมนต้องการตั้งชื่อหนังสือเล่มนั้นว่า "The Goddamn Particle" (ไอ้อนุภาคเวรตะลัย หรือ อนุภาคเจ้ากรรม) เพื่อประชดประชันว่ามันเป็นอนุภาคที่ลึกลับ จับตัวยาก และทำให้เหล่านักฟิสิกส์ต้องปวดหัวตึ้บในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคราคาแพงระยับเพื่อตามล่ามัน
แต่ทางบรรณาธิการของสำนักพิมพ์มองว่าชื่อนี้อาจจะดูหยาบคายและรุนแรงเกินไปสำหรับสาธารณชน จึงได้ตัดคำว่า "-damn" ออก เหลือเพียง "The God Particle" ซึ่งฟังดูยิ่งใหญ่ ทรงพลัง และดึงดูดความสนใจของคนทั่วไปได้มากกว่า ผลก็คือหนังสือเล่มนั้นขายดีเป็นเทน้ำเทท่า และชื่อนี้ก็ติดหูคนทั้งโลกนับตั้งแต่นั้นมา
2. บทบาทสำคัญในการ "ให้มวล" แก่สรรพสิ่ง
แม้ว่าชื่อนี้จะเกิดจากเรื่องการตลาด แต่หากมองในแง่ของฟิสิกส์ บทบาทของอนุภาคฮิกส์ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดจนเรียกได้ว่า "เปรียบเสมือนผู้สร้าง" ในมุมของวิทยาศาสตร์
ตามทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) อนุภาคฮิกส์คืออนุภาคที่เป็นพาหะของ สนามฮิกส์ (Higgs Field) ซึ่งแผ่กระจายอยู่ทั่วจักรวาล
* ถ้าไม่มีสนามฮิกส์ อนุภาคพื้นฐานต่างๆ (เช่น ควาร์ก หรืออิเล็กตรอน) จะไม่มีมวลเลย และจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงตลอดเวลา
* เมื่อไม่มีมวล อนุภาคก็จะไม่สามารถเกาะกลุ่มกันเพื่อก่อตัวเป็นอะตอม โมเลกุล ดวงดาว หรือแม้แต่ตัวพวกเราได้ จักรวาลจะเป็นเพียงความว่างเปล่าที่มีแต่อะตอมสลายโต๋บินไปมาด้วยความเร็วแสง
ดังนั้น การที่สนามฮิกส์และอนุภาคฮิกส์ทำหน้าที่ "มอบมวล" ให้กับอนุภาคอื่น จึงเปรียบเสมือนกลไกที่ทำหน้าที่เนรมิตให้เกิดสสารและโครงสร้างต่างๆ ขึ้นมาในเอกภพ
> มุมมองของนักวิทยาศาสตร์: ปีเตอร์ ฮิกส์ (Peter Higgs) นักฟิสิกส์ผู้ค้นพบทฤษฎีนี้ (และได้รับรางวัลโนเบลหลังจากที่เครื่อง LHC ค้นพบอนุภาคนี้จริงในปี 2012) รวมถึงนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ ไม่ชอบชื่อ "อนุภาคพระเจ้า" นี้เลย เพราะพวกเขามองว่ามันทำให้เกิดความเข้าใจผิด และเป็นการยกยอที่เกินจริงไปหน่อย โดยพวกเขายังคงนิยมเรียกว่า "อนุภาคฮิกส์" ตามปกติ
>
การที่สนามฮิกส์ (Higgs Field) และอนุภาคฮิกส์ (Higgs Boson) มอบมวลให้อนุภาคอื่นได้นั้น ไม่ได้เกิดจากการที่มัน "ยื่นก้อนมวล" ส่งไปให้ตรงๆ ครับ แต่มันเกิดจาก "อันตรกิริยา" (Interaction) หรือความหนืด ที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคอื่นเคลื่อนที่ผ่านสนามนี้
เพื่อความเข้าใจง่าย นักฟิสิกส์มักจะใช้ "อุปมาอุปไมยเรื่องงานปาร์ตี้" (The Cocktail Party Analogy) ของ ديفيد ميلر (David Miller) มาอธิบายกลไกนี้ครับ
อุปมาอุปไมย: งานปาร์ตี้กับคนดัง
ลองจินตนาการถึงห้องโถงใหญ่ของงานปาร์ตี้ที่มีคนอยู่เต็มห้อง คนที่อยู่ในห้องนี้เปรียบเสมือน "สนามฮิกส์" ที่กระจายตัวอยู่ทั่วจักรวาล
* อนุภาคที่ไม่มีมวล (เช่น แสง หรือ โฟตอน): เปรียบเหมือน คนธรรมดาที่ไม่มีใครรู้จัก เดินเข้าประตูงานปาร์ตี้มา เขาสามารถเดินดิ่งตัดกลางห้องทะลุออกไปอีกฝั่งได้อย่างรวดเร็วโดยไม่มีใครสนใจหรือเข้ามาทักทายเลย การไม่ถูกรบกวนนี้ทำให้อื่นๆ เคลื่อนที่ได้เร็วที่สุด (ความเร็วแสง) และไม่มีมวล
* อนุภาคที่มีมัธยพัทธ์หรือมวลปานกลาง (เช่น อิเล็กตรอน): เปรียบเหมือน ดาราชื่อดังระดับหนึ่ง พอเดินเข้ามาในงาน คนในห้อง (สนามฮิกส์) ก็จะเริ่มหันมามอง เข้ามาทักทาย ขอลายเซ็น ทำให้ดาราท่านนี้เดินได้ช้าลง ไม่สามารถวิ่งทะลุห้องไปได้ง่ายๆ ความโดนรั้งหรือความหนืดนี้เองที่แสดงออกมาในรูปของ "มวล"
* อนุภาคที่มีมวลมาก (เช่น ท็อปควาร์ก - Top Quark): เปรียบเหมือน ซูเปอร์สตาร์ระดับโลก หรือผู้นำประเทศ ทันทีที่ก้าวเท้าเข้ามาในงาน คนทั้งห้องจะกรูเข้ามาห้อมล้อมจนแทบขยับเขยื้อนไม่ได้ การต้านทานที่หนาแน่นมากนี้ ทำให้มันเคลื่อนที่ได้ยากลำบากสุดๆ ซึ่งในทางฟิสิกส์ก็คือการมี "มวลมหาศาล" นั่นเอง
แล้ว "อนุภาคฮิกส์" เกี่ยวอะไรกับกลไกนี้?
จากเรื่องงานปาร์ตี้ข้างต้น คนที่ยืนเต็มห้องคือ "สนามฮิกส์" (ซึ่งเป็นสิ่งที่เรามองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่อยู่ทั่วจักรวาล) แล้วตัว "อนุภาคฮิกส์" เกิดขึ้นตอนไหน?
ลองนึกภาพว่าถ้าจู่ๆ มีคนปล่อยข่าวลือซุบซิบเข้าไปในงานปาร์ตี้ คนที่อยู่ใกล้ๆ ประตูก็จะเริ่มขยับเข้ามาจับกลุ่มซุบซิบกัน พอคุยเสร็จกลุ่มนี้ก็แยกย้าย แต่ข่าวลือกระพือต่อไปยังกลุ่มถัดไป เกิดเป็น "กลุ่มก้อนของฝูงชน" ที่กระเพื่อมส่งต่อกันไปเรื่อยๆ ในห้องก้อนฝูงชนที่เกิดจากการรวมตัวกันเองเพราะข่าวลือนั้น ในทางฟิสิกส์ควอนตัมก็คือ "อนุภาคฮิกส์" ครับ มันคือการควบแน่นหรือการกระเพื่อมของพลังงานในตัวสนามฮิกส์เอง จนเกิดปรากฏตัวออกมาเป็นอนุภาคให้เราตรวจจับได้ในเครื่องเร่งอนุภาค
สรุปในเชิงฟิสิกส์
มวลของอนุภาคพื้นฐาน ไม่ใช่ "สิ่งของ" ที่ติดตัวมันมาตั้งแต่เกิด แต่เกิดจาก "แรงต้าน" ที่อนุภาคนั้นทำกับสนามฮิกส์ที่แผ่อยู่ในอวกาศ
* อนุภาคไหนตอบสนองต่อสนามฮิกส์มาก = โดนหนืดมาก = มวลมาก
* อนุภาคไหนตอบสนองต่อน้อย = โดนหนืดน้อย = มวลน้อย
* อนุภาคไหนไม่ตอบสนองเลย = ไม่โดนหนืดเลย = ไม่มีมวล (เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง)
กลไกนี้ถูกเรียกว่า Higgs Mechanism (กลไกฮิกส์) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสสารต่างๆ ในจักรวาลถึงมีน้ำหนัก มีตัวตน และประกอบสร้างขึ้นมาเป็นโลกและจักรวาลอย่างที่เราเห็นในทุกวันนี้ครับ
นักฟิสิกส์ใช้เกณฑ์นี้ในการจัดหมวดหมู่และอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคพื้นฐานในจักรวาลอย่างเป็นระบบ ซึ่งในทางฟิสิกส์แบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) จะแบ่งอนุภาคตาม "ความแรงในการตอบสนองต่อสนามฮิกส์" (ที่เรียกว่าค่า Yukawa Coupling) ออกเป็นกลุ่มหลักๆ ได้ดังนี้ครับ
1. กลุ่มที่ไม่ตอบสนองเลย (No Interaction) = ไม่มีมวล
อนุภาคกลุ่มนี้เหมือนเดินผ่านงานปาร์ตี้โดยไม่มีใครสนใจเลย จึงไม่มีมวลและวิ่งด้วยความเร็วแสงตลอดกาล
* โฟตอน (Photon): อนุภาคของแสง
* กลูออน (Gluon): อนุภาคที่เป็นพาหะของแรงนิวเคลียร์แบบเข้ม (ยึดควาร์กเข้าด้วยกัน)
2. กลุ่มที่ตอบสนองน้อย (Weak Interaction) = มวลน้อยมาก
อนุภาคกลุ่มนี้โดนสนามฮิกส์ "ดึงรั้ง" ไว้เบาๆ ทำให้มีมวลนิตเดียว
* อิเล็กตรอน (Electron): มีมวลน้อยมากเมื่อเทียบกับอนุภาคอื่น (แต่น้ำหนักน้อยๆ ของมันนี่แหละที่ทำให้มันวิ่งรอบนิวเคลียสจนเกิดเป็นอะตอมและเคมีของสิ่งมีชีวิตได้)
* นิวทริโน (Neutrino): อนุภาคผีที่แทบไม่ชนกับอะไรเลย มวลของมันน้อยจนเกือบเป็นศูนย์ (นักฟิสิกส์ยังศึกษาอยู่ว่ามวลอันน้อยนิดของมันมาจากสนามฮิกส์ทั้งหมด หรือมีกลไกอื่นร่วมด้วย)
3. กลุ่มที่ตอบสนองปานกลางถึงมาก (Strong Interaction) = มวลหนาแน่น
อนุภาคกลุ่มนี้ตอบสนองต่อสนามฮิกส์อย่างรุนแรง โดนรุมล้อมหนาแน่นจนขยับตัวยาก ส่งผลให้มีมวลมาก
* ควาร์ก (Quarks): โดยเฉพาะ ท็อปควาร์ก (Top Quark) ซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานที่ หนักที่สุดในจักรวาล (หนักกว่าอิเล็กตรอนประมาณ 350,000 เท่า) มันตอบสนองต่อสนามฮิกส์รุนแรงมากจนแทบจะขยับเขยื้อนได้ช้าที่สุดในบรรดาอนุภาคพื้นฐาน
* อนุภาค W และ Z Boson: อนุภาคที่เป็นพาหะของแรงนิวเคลียร์แบบอ่อน (ควบคุมการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี) กลุ่มนี้ก็มีมวลมากเพราะจับมือกับสนามฮิกส์อย่างเหนียวแน่น
💡 เกร็ดน่ารู้: มวลของ "ตัวเรา" ส่วนใหญ่ไม่ได้มาจากฮิกส์!ข้อนี้เป็นสิ่งที่คนมักเข้าใจผิดกันเยอะมากครับ แม้ว่าสนามฮิกส์จะให้มวลแก่อนุภาคพื้นฐานอย่างควาร์กและอิเล็กตรอน แต่ถ้าเราลองคำนวณมวลของร่างกายมนุษย์ หรือมวลของก้อนหิน
> มวลของควาร์กและอิเล็กตรอนรวมกันจริงๆ คิดเป็นแค่ ประมาณ 1% ของมวลอะตอมทั้งหมดในร่างกายเราเท่านั้นเองครับ!
>
แล้วอีก 99% มาจากไหน? มันมาจาก พลังงานยึดเหนี่ยว (Binding Energy) ตามสมการอันโด่งดังของไอน์สไตน์ E = mc^2 (พลังงานเปลี่ยนเป็นมวลได้) ซึ่งเกิดจากแรงนิวเคลียร์แบบเข้มที่ตรึงควาร์กเอาไว้ด้วยกันอย่างบ้าคลั่งภายในโปรตอนและนิวตรอน
ดังนั้น ถ้าไม่มีสนามฮิกส์ ควาร์กจะไม่มีมวลเริ่มแรก และจักรวาลจะสร้างโปรตอน นิวตรอน หรืออะตอมไม่ได้เลย สนามฮิกส์จึงไม่ได้ให้มวลทั้งหมดแก่จักรวาลโดยตรง แต่เป็น "เงื่อนไขแรกเริ่ม" ที่เปิดสวิตช์ให้พลังงานอื่นๆ สามารถรวมตัวกันกลายเป็นสสารที่มีน้ำหนักขึ้นมาได้ครับ
ทำไมอานุภาคฮิค(Higgs) ถึงเรียกว่าอานุภาคพระเจ้า
เบื้องหลังของชื่อนี้มีที่มาที่น่าสนใจอยู่ 2 เหตุผลหลัก
1. ชื่อประชดประชันที่ถูกเปลี่ยนเพื่อการตลาด
ย้อนกลับไปในปี 1993 นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ลีออน เลเดอร์แมน (Leon Lederman) ได้เขียนหนังสือเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาค และเขาต้องการเน้นย้ำถึงความสำคัญของอนุภาคฮิกส์ ซึ่งในตอนนั้นเป็นอนุภาคภาคทฤษฎีที่ยังไม่มีใครค้นพบ และมันตามหาตัวยากมากๆ
เดิมทีเลเดอร์แมนต้องการตั้งชื่อหนังสือเล่มนั้นว่า "The Goddamn Particle" (ไอ้อนุภาคเวรตะลัย หรือ อนุภาคเจ้ากรรม) เพื่อประชดประชันว่ามันเป็นอนุภาคที่ลึกลับ จับตัวยาก และทำให้เหล่านักฟิสิกส์ต้องปวดหัวตึ้บในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคราคาแพงระยับเพื่อตามล่ามัน
แต่ทางบรรณาธิการของสำนักพิมพ์มองว่าชื่อนี้อาจจะดูหยาบคายและรุนแรงเกินไปสำหรับสาธารณชน จึงได้ตัดคำว่า "-damn" ออก เหลือเพียง "The God Particle" ซึ่งฟังดูยิ่งใหญ่ ทรงพลัง และดึงดูดความสนใจของคนทั่วไปได้มากกว่า ผลก็คือหนังสือเล่มนั้นขายดีเป็นเทน้ำเทท่า และชื่อนี้ก็ติดหูคนทั้งโลกนับตั้งแต่นั้นมา
2. บทบาทสำคัญในการ "ให้มวล" แก่สรรพสิ่ง
แม้ว่าชื่อนี้จะเกิดจากเรื่องการตลาด แต่หากมองในแง่ของฟิสิกส์ บทบาทของอนุภาคฮิกส์ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดจนเรียกได้ว่า "เปรียบเสมือนผู้สร้าง" ในมุมของวิทยาศาสตร์
ตามทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) อนุภาคฮิกส์คืออนุภาคที่เป็นพาหะของ สนามฮิกส์ (Higgs Field) ซึ่งแผ่กระจายอยู่ทั่วจักรวาล
* ถ้าไม่มีสนามฮิกส์ อนุภาคพื้นฐานต่างๆ (เช่น ควาร์ก หรืออิเล็กตรอน) จะไม่มีมวลเลย และจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงตลอดเวลา
* เมื่อไม่มีมวล อนุภาคก็จะไม่สามารถเกาะกลุ่มกันเพื่อก่อตัวเป็นอะตอม โมเลกุล ดวงดาว หรือแม้แต่ตัวพวกเราได้ จักรวาลจะเป็นเพียงความว่างเปล่าที่มีแต่อะตอมสลายโต๋บินไปมาด้วยความเร็วแสง
ดังนั้น การที่สนามฮิกส์และอนุภาคฮิกส์ทำหน้าที่ "มอบมวล" ให้กับอนุภาคอื่น จึงเปรียบเสมือนกลไกที่ทำหน้าที่เนรมิตให้เกิดสสารและโครงสร้างต่างๆ ขึ้นมาในเอกภพ
> มุมมองของนักวิทยาศาสตร์: ปีเตอร์ ฮิกส์ (Peter Higgs) นักฟิสิกส์ผู้ค้นพบทฤษฎีนี้ (และได้รับรางวัลโนเบลหลังจากที่เครื่อง LHC ค้นพบอนุภาคนี้จริงในปี 2012) รวมถึงนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ ไม่ชอบชื่อ "อนุภาคพระเจ้า" นี้เลย เพราะพวกเขามองว่ามันทำให้เกิดความเข้าใจผิด และเป็นการยกยอที่เกินจริงไปหน่อย โดยพวกเขายังคงนิยมเรียกว่า "อนุภาคฮิกส์" ตามปกติ
>
การที่สนามฮิกส์ (Higgs Field) และอนุภาคฮิกส์ (Higgs Boson) มอบมวลให้อนุภาคอื่นได้นั้น ไม่ได้เกิดจากการที่มัน "ยื่นก้อนมวล" ส่งไปให้ตรงๆ ครับ แต่มันเกิดจาก "อันตรกิริยา" (Interaction) หรือความหนืด ที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคอื่นเคลื่อนที่ผ่านสนามนี้
เพื่อความเข้าใจง่าย นักฟิสิกส์มักจะใช้ "อุปมาอุปไมยเรื่องงานปาร์ตี้" (The Cocktail Party Analogy) ของ ديفيد ميلر (David Miller) มาอธิบายกลไกนี้ครับ
อุปมาอุปไมย: งานปาร์ตี้กับคนดัง
ลองจินตนาการถึงห้องโถงใหญ่ของงานปาร์ตี้ที่มีคนอยู่เต็มห้อง คนที่อยู่ในห้องนี้เปรียบเสมือน "สนามฮิกส์" ที่กระจายตัวอยู่ทั่วจักรวาล
* อนุภาคที่ไม่มีมวล (เช่น แสง หรือ โฟตอน): เปรียบเหมือน คนธรรมดาที่ไม่มีใครรู้จัก เดินเข้าประตูงานปาร์ตี้มา เขาสามารถเดินดิ่งตัดกลางห้องทะลุออกไปอีกฝั่งได้อย่างรวดเร็วโดยไม่มีใครสนใจหรือเข้ามาทักทายเลย การไม่ถูกรบกวนนี้ทำให้อื่นๆ เคลื่อนที่ได้เร็วที่สุด (ความเร็วแสง) และไม่มีมวล
* อนุภาคที่มีมัธยพัทธ์หรือมวลปานกลาง (เช่น อิเล็กตรอน): เปรียบเหมือน ดาราชื่อดังระดับหนึ่ง พอเดินเข้ามาในงาน คนในห้อง (สนามฮิกส์) ก็จะเริ่มหันมามอง เข้ามาทักทาย ขอลายเซ็น ทำให้ดาราท่านนี้เดินได้ช้าลง ไม่สามารถวิ่งทะลุห้องไปได้ง่ายๆ ความโดนรั้งหรือความหนืดนี้เองที่แสดงออกมาในรูปของ "มวล"
* อนุภาคที่มีมวลมาก (เช่น ท็อปควาร์ก - Top Quark): เปรียบเหมือน ซูเปอร์สตาร์ระดับโลก หรือผู้นำประเทศ ทันทีที่ก้าวเท้าเข้ามาในงาน คนทั้งห้องจะกรูเข้ามาห้อมล้อมจนแทบขยับเขยื้อนไม่ได้ การต้านทานที่หนาแน่นมากนี้ ทำให้มันเคลื่อนที่ได้ยากลำบากสุดๆ ซึ่งในทางฟิสิกส์ก็คือการมี "มวลมหาศาล" นั่นเอง
แล้ว "อนุภาคฮิกส์" เกี่ยวอะไรกับกลไกนี้?
จากเรื่องงานปาร์ตี้ข้างต้น คนที่ยืนเต็มห้องคือ "สนามฮิกส์" (ซึ่งเป็นสิ่งที่เรามองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่อยู่ทั่วจักรวาล) แล้วตัว "อนุภาคฮิกส์" เกิดขึ้นตอนไหน?
ลองนึกภาพว่าถ้าจู่ๆ มีคนปล่อยข่าวลือซุบซิบเข้าไปในงานปาร์ตี้ คนที่อยู่ใกล้ๆ ประตูก็จะเริ่มขยับเข้ามาจับกลุ่มซุบซิบกัน พอคุยเสร็จกลุ่มนี้ก็แยกย้าย แต่ข่าวลือกระพือต่อไปยังกลุ่มถัดไป เกิดเป็น "กลุ่มก้อนของฝูงชน" ที่กระเพื่อมส่งต่อกันไปเรื่อยๆ ในห้องก้อนฝูงชนที่เกิดจากการรวมตัวกันเองเพราะข่าวลือนั้น ในทางฟิสิกส์ควอนตัมก็คือ "อนุภาคฮิกส์" ครับ มันคือการควบแน่นหรือการกระเพื่อมของพลังงานในตัวสนามฮิกส์เอง จนเกิดปรากฏตัวออกมาเป็นอนุภาคให้เราตรวจจับได้ในเครื่องเร่งอนุภาค
สรุปในเชิงฟิสิกส์
มวลของอนุภาคพื้นฐาน ไม่ใช่ "สิ่งของ" ที่ติดตัวมันมาตั้งแต่เกิด แต่เกิดจาก "แรงต้าน" ที่อนุภาคนั้นทำกับสนามฮิกส์ที่แผ่อยู่ในอวกาศ
* อนุภาคไหนตอบสนองต่อสนามฮิกส์มาก = โดนหนืดมาก = มวลมาก
* อนุภาคไหนตอบสนองต่อน้อย = โดนหนืดน้อย = มวลน้อย
* อนุภาคไหนไม่ตอบสนองเลย = ไม่โดนหนืดเลย = ไม่มีมวล (เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง)
กลไกนี้ถูกเรียกว่า Higgs Mechanism (กลไกฮิกส์) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสสารต่างๆ ในจักรวาลถึงมีน้ำหนัก มีตัวตน และประกอบสร้างขึ้นมาเป็นโลกและจักรวาลอย่างที่เราเห็นในทุกวันนี้ครับ
นักฟิสิกส์ใช้เกณฑ์นี้ในการจัดหมวดหมู่และอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคพื้นฐานในจักรวาลอย่างเป็นระบบ ซึ่งในทางฟิสิกส์แบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) จะแบ่งอนุภาคตาม "ความแรงในการตอบสนองต่อสนามฮิกส์" (ที่เรียกว่าค่า Yukawa Coupling) ออกเป็นกลุ่มหลักๆ ได้ดังนี้ครับ
1. กลุ่มที่ไม่ตอบสนองเลย (No Interaction) = ไม่มีมวล
อนุภาคกลุ่มนี้เหมือนเดินผ่านงานปาร์ตี้โดยไม่มีใครสนใจเลย จึงไม่มีมวลและวิ่งด้วยความเร็วแสงตลอดกาล
* โฟตอน (Photon): อนุภาคของแสง
* กลูออน (Gluon): อนุภาคที่เป็นพาหะของแรงนิวเคลียร์แบบเข้ม (ยึดควาร์กเข้าด้วยกัน)
2. กลุ่มที่ตอบสนองน้อย (Weak Interaction) = มวลน้อยมาก
อนุภาคกลุ่มนี้โดนสนามฮิกส์ "ดึงรั้ง" ไว้เบาๆ ทำให้มีมวลนิตเดียว
* อิเล็กตรอน (Electron): มีมวลน้อยมากเมื่อเทียบกับอนุภาคอื่น (แต่น้ำหนักน้อยๆ ของมันนี่แหละที่ทำให้มันวิ่งรอบนิวเคลียสจนเกิดเป็นอะตอมและเคมีของสิ่งมีชีวิตได้)
* นิวทริโน (Neutrino): อนุภาคผีที่แทบไม่ชนกับอะไรเลย มวลของมันน้อยจนเกือบเป็นศูนย์ (นักฟิสิกส์ยังศึกษาอยู่ว่ามวลอันน้อยนิดของมันมาจากสนามฮิกส์ทั้งหมด หรือมีกลไกอื่นร่วมด้วย)
3. กลุ่มที่ตอบสนองปานกลางถึงมาก (Strong Interaction) = มวลหนาแน่น
อนุภาคกลุ่มนี้ตอบสนองต่อสนามฮิกส์อย่างรุนแรง โดนรุมล้อมหนาแน่นจนขยับตัวยาก ส่งผลให้มีมวลมาก
* ควาร์ก (Quarks): โดยเฉพาะ ท็อปควาร์ก (Top Quark) ซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานที่ หนักที่สุดในจักรวาล (หนักกว่าอิเล็กตรอนประมาณ 350,000 เท่า) มันตอบสนองต่อสนามฮิกส์รุนแรงมากจนแทบจะขยับเขยื้อนได้ช้าที่สุดในบรรดาอนุภาคพื้นฐาน
* อนุภาค W และ Z Boson: อนุภาคที่เป็นพาหะของแรงนิวเคลียร์แบบอ่อน (ควบคุมการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี) กลุ่มนี้ก็มีมวลมากเพราะจับมือกับสนามฮิกส์อย่างเหนียวแน่น
💡 เกร็ดน่ารู้: มวลของ "ตัวเรา" ส่วนใหญ่ไม่ได้มาจากฮิกส์!ข้อนี้เป็นสิ่งที่คนมักเข้าใจผิดกันเยอะมากครับ แม้ว่าสนามฮิกส์จะให้มวลแก่อนุภาคพื้นฐานอย่างควาร์กและอิเล็กตรอน แต่ถ้าเราลองคำนวณมวลของร่างกายมนุษย์ หรือมวลของก้อนหิน
> มวลของควาร์กและอิเล็กตรอนรวมกันจริงๆ คิดเป็นแค่ ประมาณ 1% ของมวลอะตอมทั้งหมดในร่างกายเราเท่านั้นเองครับ!
>
แล้วอีก 99% มาจากไหน? มันมาจาก พลังงานยึดเหนี่ยว (Binding Energy) ตามสมการอันโด่งดังของไอน์สไตน์ E = mc^2 (พลังงานเปลี่ยนเป็นมวลได้) ซึ่งเกิดจากแรงนิวเคลียร์แบบเข้มที่ตรึงควาร์กเอาไว้ด้วยกันอย่างบ้าคลั่งภายในโปรตอนและนิวตรอน
ดังนั้น ถ้าไม่มีสนามฮิกส์ ควาร์กจะไม่มีมวลเริ่มแรก และจักรวาลจะสร้างโปรตอน นิวตรอน หรืออะตอมไม่ได้เลย สนามฮิกส์จึงไม่ได้ให้มวลทั้งหมดแก่จักรวาลโดยตรง แต่เป็น "เงื่อนไขแรกเริ่ม" ที่เปิดสวิตช์ให้พลังงานอื่นๆ สามารถรวมตัวกันกลายเป็นสสารที่มีน้ำหนักขึ้นมาได้ครับ