ฟิสิกส์ราชมงคล

index  58

     เวลาเกิดทรงกลด (halo)  เราเห็นแสงเป็นวงรอบดวงอาทิตย์ทรงกลดดังกล่าวทำมุม 22  องศา  กับดวงอาทิตย์  แต่นอกวงกลมทรงกลดนี้  จะมีแสงสว่างเหมือนดวงอาทิตย์ ขนาบคู่ดวงอาทิตย์เดิม  นี่เกิดขึ้นได้อย่างไร

เฉลย

     ทรงกลดปกติเป็นการหักเหแสงจากผลึกน้ำแข็งที่ระดับสูงทำมุม  22  องศากับดวงอาทิตย์  มีการหักเหแสงจากผลึกน้ำแข็งนอกวงทรงกลดนั้นอีกชั้น  ทำให้ดูคล้ายกับมีดวงอาทิตย์อีก  ดวงซ้ายขวาของดวงเดิม  ถ้าดวงอาทิตย์ทำมุมเงยสูงขึ้นก็จะทำให้  ดวงหลังหายไป


ไดชาร์จ = อุปกรณ์ผลิตกระแสไฟฟ้า เมื่อถูกหมุนด้วยเครื่องยนต์/ผลิตไฟฟ้าเมื่อถูกหมุน
ไดสตาร์ท = อุปกรณ์ไปรับกระแสไฟฟ้าเข้าไปเพื่อสตาร์ทหมุนเครื่องยนต์แล้ว ก็หมดหน้าที่/รับกระแสไฟฟ้า เพื่อหมุนตัวเองและเครื่องยนต์
หากงงให้เปรียบเทียบดังนี้
บ้านที่มีการใช้น้ำ = รถยนต์-เครื่องยนต์ที่มีการใช้ไฟฟ้า
ปั๊มน้ำ = ไดชาร์จซึ่งทำหน้าที่ประจุไฟฟ้าโดยมีการแปรผันตามรอบเครื่องยนต์ด้วยรอบต่ำ หรือจอดเดินเบาก็ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ไม่เต็มที่จนกว่าจะถึงรอบปานกลางขึ้นไป
ถังน้ำสำรอง = แบตเตอรี่ เมื่อปั๊มยังไม่ทำงานหรือทำงานแต่ไม่เพียงพอ (ไดชาร์จหมุนช้า หรือใช้ไฟฟ้ามาก ๆ เช่นตอนกลางคืน เปิดแอร์ ไฟหน้า เครื่องเสียงชุดใหญ่และที่ปัดน้ำฝน) เริ่มต้นด้วยการจ่ายน้ำเข้าสู่บ้าน (เครื่องยนต์ถูกสตาร์ทด้วยไดสตาร์ท) จากถังน้ำสำรอง (แบตเตอรี่) โดยปั๊มน้ำ (ไดชาร์จ) ยังไม่ทำงาน เมื่อเข้าสู่ระบบปกติ (เครื่องยนต์ทำงานแล้ว)
ปั๊มน้ำ (ไดชาร์จ) ก็ทำงานคอยส่งน้ำเข้าบ้าน พร้อมกับเสริมกลับเข้าสู่ถังน้ำสำรองที่พร่องลง ซึ่งก็แล้วแต่ว่าในตอนนั้นมีการใช้น้ำมากหรือน้อยกว่ากำลังการปั๊มในตอนนั้น เช่น ถ้าปั๊มน้อย (ไดชาร์จหมุนรอบต่ำ-รถยนต์จอดนิ่ง) แต่มีการใช้น้ำมากกว่าการปั๊มก็ต้องดึงน้ำมาจากถังสำรองมาใช้ควบคู่กัน เมื่อปั๊มแรงขึ้น (ไดชาร์จหมุนเร็ว) มีน้ำที่เหลือจากใช้งานแล้ว ก็จะถูกส่งกลับเข้าไปยังถังสำรองที่พร่องลง จนกว่าจะเต็ม

ถ้าเป็นไปตามวงจรนี้ไปเรื่อย ๆ ก็คือ เมื่อปั๊มได้เกินความต้องการและส่งกลับเข้าถังน้ำสำรองเต็ม (แบตเตอรี่) ปั๊มน้ำก็จะตัดการทำงาน (ไดชาร์จตัด โดยยังหมุนอยู่แต่ตัด ระบบการประจุไฟฟ้า ด้วยคัตเอาต์แบบในหรือนอกตัว) จนเมื่อ ๆ ใดที่ปั๊มไม่ทันหรือมีการใช้น้ำมากกว่าการปั๊ม ก็จะดึงน้ำจากถังสำรองมาใช้

ดังนั้นการที่มีถังน้ำสำรองใหญ่ ๆ ไว้จึงไม่ใช่เรื่องเสียหายเพราะเท่ากับว่ามีกำลังไฟฟ้าสำรอง ไว้มากไม่ได้กินแรงปั๊ม (ไดชาร์จ) หรือทำให้ปั๊มทำงานหนักขึ้นแต่อย่างไร ปั๊มจะทำงานหนัก ก็ต่อเมื่อมีการใช้กระแสไฟฟ้ามากเกินกำลังของไดชาร์จอยู่เกือบหรือตลอดเวลา


เครื่องบินเพื่อสิ่งแวดล้อมด้วยเครื่องยนต์สะอาด

Mechanical Technoloqy Magazine 15

มกราคม 2546

กองบรรณาธิการ

ปัจจุบันการผลิตเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบิน ไม่ได้คำนึงถึงแต่การใช้เทคโนโลยีชั้นสูงที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น เพราะตลอดช่วง 15 ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตได้ให้ความสนใจกับการผลิตเครื่องยนต์ที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงน้อย และช่วยลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนด้วย

ทุกวันนี้เรามีเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบินมากมายหลายรุ่น แต่เรายังไม่สามารถเพิ่มความเร็วในการบินไปได้มาก เท่าใดนักเนื่องจากขีดจำกัดทางอากาศพลศาสตร์ งานวิจัยต่าง ๆ จึงเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้วให้มีความ สมบูรณ์ขึ้นมากกว่าการสร้างนวัตกรรมใหม่ ๆ ขึ้นมา ผู้ประกอบการส่วนใหญ่จึงมุ่งไปที่การพัฒนาเครื่องยนต์ให้มีความยืด หยุ่นไม่ซับซ้อน เพื่อที่จะสามารถนำไปปรับใช้ได้กับเทคโนโลยีใหม่ ๆ และรองรับกับความต้องการที่เปลี่ยนไปของลูกค้าได้ "ปัจจุบันนี้ผู้ประกอบการไม่ได้พัฒนาการสร้างเครื่องยนต์เพื่อเหตุผลทางเทคโนโลยีและการค้าเท่านั้น แต่เพื่อตอบสนอง ต่อหลักเกณฑ์ทางสิ่งแวดล้อมที่มีความเข้มงวดขึ้นเรื่อย ๆ ด้วย (เช่น การปล่อยควันพิษ และเสียงที่ก่อให้เกิดความรำคาญ จากเครื่องยนต์)" ปิแอร์ บรี ผู้รับผิดชอบฝ่ายการตลาดบริษัท CFM International ซึ่งเป็นบริษัทลงทุนร่วมระหว่างบริษัท ประกอบรถยนต์ Snecma Moteurs (www.snecma.fr) ผู้รับผิดชอบเกี่ยวกับชิ้นส่วนแรงดันต่ำของเครื่องยนต์ อุปกรณ์เสริม และงานทางด้านเสียง กับบริษัท General Electric ผู้รับผิดชอบทางเจเนอเรเตอร์

บริษัท CFM International ได้ทำการผลิตเครื่องยนต์ CFM 56 สำหรับเครื่องบินโดยมีแรงดันระหว่าง 18,500 ถึง 34,000 ปอนด์ "ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เราสามารถลดเสียงดังจากเครื่องยนต์ลงได้ถึง 20 EPNdB (Effective Perceived Noise in decibel หรือหน่วยวัดที่ใช้ในการตรวจสอบมาตรฐานทางเสียง) กฎระเบียบที่บังคับใช้อยู่ในขณะนี้ ได้กำหนดให้ปลดระวางเครื่องบินที่มีเสียงดังที่สุด ซึ่งจะมีผลบังคับใช้ในปี พ.ศ. 2549 จะเพิ่มความเข้มงวดใน เรื่องมาตรฐานทางเสียง อีก 10 EPNdB ในขณะเดียวกันยังต้องระวังเรื่องการปล่อยสารไนโตรเจนออกไซด์ คาร์บอน มอนนอกไซด์ สารประกอบอินทรีย์ที่ระเหยเป็นไอได้ง่าย และฝุ่นควัน " ปิแอร์ บรี กล่าวให้ข้อมูลเพิ่มเติม หลังจากที่ บริษัท Snecma ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องยนต์ที่กินน้ำมันน้อยกว่าเครื่องยนต์ที่ผลิตโดยบริษัทอื่น ๆ ถึง 20% บริษัทฯจึงได้เสริมระบบเผาไหม้แบบสองหัวซึ่งถือเป็นนวัตกรรมสำคัญให้กับเครื่องยนต์ CFM 56 โดยจะสามารถลด ปริมาณการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ลงได้ถึง 40% ขณะนี้บริษัทฯกำลังอยู่ในขั้นตอนการสรุปและปรับปรุงเทคนิคดังกล่าว เพื่อลดต้นทุนการผลิตและทำให้เครื่องมีการทำงานง่ายขึ้น

รูป "Snecma Motors" เครื่องยนต์ CFM 56-5B

"เรากำลังศึกษาระบบหัวฉีดที่ทันสมัยกว่าเพื่อทำให้การผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศมีประสิทธิภาพสูงสุด" จากการพัฒนาของอุตสาหกรรมโลหะและเทคนิคการระบายความร้อนที่ใบพัด อุณหภูมิของก๊าซเมื่อออกจากห้องเผาไหม้ จึงเพิ่มขึ้นจากที่เคยต่ำกว่า 1,000 องศาเซลเซียสไปเป็นราว ๆ 2,000 องศาเซลเซียสได้ ซึ่งช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมีผลกระทบต่อวัสดุที่ใช้ ดังนั้นจึงต้องมีการพัฒนาวัสดุให้มีความแข็งแรงทนทานต่อการ สึกกร่อนและการเสียรูปทรง การค้นคว้าวิจัยทางวัสดุจึงเป็นอีกแนวทางการศึกษาหนึ่งที่ต้องให้ความสำคัญ โดยจะต้อง คำนึงถึงเรื่องน้ำหนักเป็นหลักเพราะน้ำหนักมีผลโดยตรงต่อการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องบิน (คิดเป็น 30% ของค่า ใช้จ่ายในการประกอบธุรกิจ)

ในปัจจุบัน บริษัท Snecma ใช้วัสดุพิเศษประเภทเหล็กอัลลอยที่ผสมจากนิกเกิล โครเมียมและโมลิบดีนัม หรือไททาเนียม และได้เริ่มหันไปสนใจวัสดุคอมโปสิตแมทริกซ์ที่เป็นโลหะอัลลอยเสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอน โบรอนหรือ ซิลิคอน อะลูมิเนียมจะถูกนำมาใช้สร้างเป็นชิ้นส่วนด้านนอก และยังมีวัสดุอื่นอีกหลายชนิดที่กำลังอยู่ในขั้นตอนการวิจัย เช่นเดียวกับแมกนีเซียม

เนื่องจากแบริ่งเป็นชิ้นส่วนสำคัญสำหรับรับแรงกระแทก แรงอัดเมื่อเลี้ยว รวมไปถึงแรงที่เกิดจากปรากฎการณ์ ไจโรสโคปิก (Gyroscopic effect) เมื่อเครื่องบินเปลี่ยนทิศทาง ดังนั้นการทำงานผิดปกติของมันจึงก่อให้เกิดความเสียหาย ได้ "เรากำลังทำการพัฒนาอินเตอร์ชาฟต์แบริ่งเพื่อเปลี่ยนให้เพลาส่วนแรงดันสูงและแรงดันต่ำของเครื่องยนต์หมุนไปในทิศ ตรงกันข้ามกัน เพื่อให้เกิดแอโรไดนามิกอินเตอร์เฟซระหว่างเทอร์ไบน์แรงดันสูงและแรงดันต่ำ และเพิ่มประสิทธิภาพในการ ทำงานของเครื่องยนต์"

จากหลักการทางอากาศพลศาสตร์ที่ให้ทางเลือกอื่น ๆ อีก เครื่องยนต์ CFM 56 (65C/P) รุ่นล่าสุดที่นำไปติดตั้ง บนเครื่องบินแอร์บัส A340-300 จึงได้รับการเสริมใบพัดโลหะกลวงสามมิติปลายมน การพัฒนาใบพัดมอเตอร์ให้ทำงานให้ ดีขึ้นตามหลักอากาศพลศาสตร์ และการเสริมร่องในส่วนของคอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำ (บูสเตอร์) ทำให้ในอนาคตเราอาจ ไม่ต้องใช้บายพาสวาล์วซึ่งเราใช้สำหรับรักษาเสถียรภาพของเครื่องยนต์อยู่ในปัจจุบัน ท้ายที่สุดการลดจำนวนซี่ใบพัดตาม หลักอากาศพลศาสตร์จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเครื่องยนต์ในอนาคตได้เป็นอันมาก

รูป "Snecma Motors" เครื่องยนต์ CFM 56-5B

โครงการความร่วมมือทรานส์แอตแลนติก ALLIANCE ได้นำเครื่องยนต์แบบ Four-engined สำหรับขับเคลื่อน เครื่องบินขนาด 560 อย่างแอร์บัส A380 มาพัฒนาให้เป็นเครื่องยนต์ GP 7200 โดยแต่เดิมนั้นเครื่องยนต์ดังกล่าวจะต้อง นำมาใช้ขับเคลื่อนโบอิ้ง 747 X แต่โครงการถูกระงับไว้ เครื่องยนต์ดังกล่าวจึงถูกนำมาใช้กับเครื่องบิน Sonic Cruiser แทน บริษัท Snecma ซึ่งมีหน้าที่หลักในการดูแลอุปกรณ์ต่าง ๆ ของคอมเพรสเซอร์แรงดันสูงและคอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำผ่าน ทางบริษัทลูกชื่อ Techspace Aero (www.techspace-aro.be) จึงได้พัฒนาคอมเพรสเซอร์แรงดันสูง 9 ชั้นพร้อมกับ ใบพัดที่หล่อรวมเป็นชิ้นเดียวกันเพื่อลดน้ำหนักและค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงขึ้นมาเป็นผลสำเร็จ โดยมีการปรับแต่งใบพัด ในบางชั้นเพื่อสร้างความสมดุลของมวล

มุมมองของผู้ประกอบการในการพัฒนาเครื่องยนต์ในสาขาทรานโซนิกยังจำกัดอยู่ การปฏิวัติจึงน่าจะเกิดขึ้นกับ เครื่องบินซูเปอร์โซนิกหรือแบบบินเร็วกว่าเสียงมากกว่า เพราะยังสามารถพัฒนาเครื่องยนต์ให้มีประสิทธิภาพและมีราคา ประหยัดได้ ในทางตรงกันข้ามอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในส่วนของเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ เนื่องจากการนำ เครื่องยนต์ใบพัดหมุนเร็วทรานโซนิกหรือพร็อพแฟนมาใช้ แต่ยังคงประสิทธิภาพในการทำงานใกล้เคียงกับเครื่องยนต์เจ็ต และลดการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงลงกว่า 20%

ขอขอบคุณสำนักงานข่าวเทคโนโลยีฝรั่งเศส ที่เอื้อเฟื้อข้อมูล

นำมาจาก

http://se-ed.com/mechanical/

เมื่อหุ่นยนต์ฉลาดเกินไป แล้วใครจะรักษา “กฎ 3 ข้อ”
โดย ผู้จัดการออนไลน์ 25 กรกฎาคม 2547 16:06 น.
"ซันนี" เป็นผู้รักษากฎเมื่อยามหุ่นยนต์กำลังจะแหกกฎ 3 ข้อในเรื่องไอโรบ็อต...และถ้ามันเป็นเรื่องจริงขึ้นมาจะทำอย่างไรกันดี?

       นิวไซแอนติส/ผู้จัดการออนไลน์ – ความเป็นไปได้ในการพัฒนาเครื่องจักรกลจนมีความชาญฉลาดเหมือนมนุษย์นั้นเป็นสิ่งท้าทายนักวิทยาศาสตร์แห่งยุคสมัย แต่สิ่งที่ตามมาติดๆ ก็คือความกังวลว่าเจ้าเครื่องจักรสุดอัจฉริยะที่สามารถคิดเองทำเองได้นั้น ในวันข้างหน้าอาจจะไม่ได้เป็นแค่มิตรของเหล่ามวลมนุษยชาติแต่เพียงอย่างเดียว เพราะสมองอันอัจฉริยะที่คิดเป็นนี่เอง เลยอาจจะกลายเป็นฝ่ายตรงข้ามกับเราก็ได้ในวันข้างหน้า
       
       แฟนๆ หนังไซไฟ (Sci-Fi) คงคุ้นๆ กับพล็อตเรื่องแบบนี้ดี ที่มีมนุษย์พัฒนาหุ่นยนต์ขึ้นมาเพื่อรับใช้มนุษย์ แต่สุดท้ายแล้วหุ่นยนต์ที่หวังว่าจะเป็นมิตรกลับกลายเป็นตัวอันตรายไม่อย่างไม่น่าเชื่อ (ซึ่งจะเกิดจากข้อผิดพลาดในตัวหุ่นหรือจากมนุษย์ด้วยกันก็ตามแต่) ซึ่งเรื่องล่าสุดก็กำลังฉายอยู่ในโรงภาพยนตร์ ที่แฟนพันธุ์แท้นิยายวิทยาศาสตร์ไม่อยากพลาด
       
       “ไอโรบ็อต” (I, Robot) ที่ดัดแปลงมาจากผลงานการเขียนของ “ไอแซก อาซิมอฟ” (Isaac Asimov) นักเขียนนิยายแนววิทยาศาสตร์ชื่อดัง โดยผลงานก่อนหน้านี้ที่นำมาเป็นทำเป็นภาพยนตร์แล้วก็คือ “ไบเซ็นเท็นเนียลแมน” (Bicentennial Man) ซึ่งหัวใจของภาพยนตร์ (หรือหนังสือ) อยู่ที่ “กฎสามข้อของหุ่นยนต์” (3 Laws of Robotics) ซึ่งถูกฝังไว้ในสมองกลทุกอัน เพื่อให้แน่ใจว่ามันจะเชื่อฟังและไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ และได้กลายเป็นบรรทัดฐานที่ถูกอ้างถึงมากที่สุดอย่างหนึ่ง ในการคิดหรือทำอะไรก็ตามที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์
       

       กฎ 3 ข้อนั้น นับเป็นเงื่อนไขที่ง่ายๆ แต่ว่าเป็นกฎจริยธรรมที่เปลี่ยนแปลงไม่ได้สำหรับหุ่นยนต์ ซึ่งในภาพยนตร์เรื่องไอโรบ็อตก็ได้พลิกผันให้เกิดการทำลายกฎดังกล่าว เมื่อหุ่นยนต์กลายเป็นผู้ต้องสงสัยในการฆาตกรรมนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญในการพัฒนาวงการหุ่นยนต์ขึ้น
       

 

"ไบเซ็นทาเนียลแมน" หุ่นยนต์ใจดีที่ปฎิบัติตามกฎ 3 ข้ออย่างเคร่งครัด (แถมอยากเป็นคนเสียอีก)

       ขณะที่ภาพยนตร์กำลังออกฉาย และหลายๆ คนก็สนุกสานเพลิดเพลินกับมัน เหล่าผู้เชี่ยวชาญทางด้านหุ่นยนต์และปัญญาประดิษฐ์หรือเอไอ (artificial intelligence: AI) ต่างยอมรับว่าการแหกกฎแห่งความปลอดภัยและการทำร้ายมนุษย์นี่เป็นปัญหาในอนาคตที่มนุษย์จะต้องกังวลถึง เพราะเมื่อถึงเวลาที่เราทำให้หุ่นยนต์คิดเองเป็นแล้ว เราจะทำอย่างไรให้หุ่นยนต์ทำในสิ่งที่ควรจะทำต่อไปได้
       
       “สิ่งที่ยากที่สุดก็คือ ต้องสร้างอะไรบางอย่างขึ้นมาเพื่อทำความเข้าใจพวกหุ่นยนต์ที่กำลังจะฉลาดขึ้นเหล่านี้” อลัน บันดี จากสถาบันปัญญาประดิษฐ์ แห่งมหาวิทยาลัยเอดินเบอร์กในอังกฤษเผยพร้อมทั้ง กล่าวว่า “นับเป็นสิ่งที่ดีที่มีการแสดงความเป็นห่วงและคิดผ่านภาพยนตร์และงานเขียน”
       
       ทั้งนี้ บันดีได้ตั้งข้อสังเกตว่ามาตรการรักษาความปลอดภัยในอุตสาหกรรมการสร้างหุ่นยนต์ก็ถูกนำมาใช้กันอย่างเคร่งครัด แต่ว่ามาตรการตามอุตสาหกรรมเหล่านี้เป็นในระดับการผลิตเพื่อป้องกันไม่ให้มนุษย์ได้รับอันตรายขณะปฏิบัติหน้าที่ หาได้เหมือนกฎ 3 ข้อของอาชิมอฟแต่อย่างใด
       
       “มันน่าสนใจมาก ถ้าหากจะต้องมาคิดกันว่าเราต้องเตรียมหาสิ่งจำเป็นอะไรบ้างในการสร้างบางสิ่งบางอย่างขึ้นมาเพื่อควบคุมให้หุ่นยนต์รักษากฎ ซึ่งในขณะนี้พวกเราทั้งหมดทำได้ก็แค่เพียงสร้างกฎในระดับธรรมดาขึ้นมา”
       

 

"ลูซี" หุ่นยนต์ที่กำลังพัฒนาขึ้นในโลกแห่งความจริง พร้อมกับการสร้างสมองกลอัจฉริยะผู้พัฒนาก็พยายามใส่จริยธรรมเข้าไปด้วย แต่ไม่รู้ว่าว่าจะสำเร็จหรือไม่

       แม้นักวิจัยหลายต่อหลายคนจะเคยสร้างหุ่นยนต์ที่เฉลียวฉลาด มีความสามารถเพื่อสรุปแนวคิดตามกฎของอาซิมอฟได้ แต่ก็ดูเหมือนว่ามันก็นำมาใช้จริงๆไม่ได้ และถึงแม้ว่าพวกเขาให้ความสนใจในการค้นคว้าปัญญาประดิษฐ์ในช่วงเริ่มต้น แต่กฎเกณฑ์ต่างๆ ก็ถูกละเลย เพราะกฎดังกล่าวดูคล้ายจะเป็นการวางเงื่อนไข แถมยังดูง่ายและธรรมดาเกินไป
       
       “กฎของอาซิมอฟเกี่ยวพันกับหุ่นยนต์ในฐานะที่เป็นยาของมนุษย์ เพราะจะสามารถรักษาทุกสิ่งทุกอย่างได้” สตีฟ แกรนด์ ผู้ก่อตั้งบริษัทไซเบอร์ไลฟ์ รีเซิร์ทของอังกฤษ (Cyberlife Research) และได้ศึกษาพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ โดยพยายามพัฒนาสมองของหุ่นยนต์ที่เริ่มมาจากไม่รู้อะไรเลย และค่อยๆ ใส่ความรู้เข้าไป ซึ่งการพัฒนาหุ่นยนต์แบบนี้เกิดขึ้นหลังจากที่คนทั่วไปเริ่มกังวลว่าความอัจฉริยะของหุ่นยนต์สามารถโปรแกรมหรือสั่งการเข้าไปได้ ซึ่งต่อไปหากหุ่นยนต์พัฒนาสมองตัวเองไปจนตรรกะของมันซับซ้อนเกินกว่าที่มนุษย์จะเข้าใจ เมื่อนั้นจะเกิดปัญหาตามมา
       

       ส่วนกุญแจสำคัญของปัญหานี้ในทัศนะของแกรนด์นั่นก็คือ การพยายามจำลองการทำงานของสมองมนุษย์ ซึ่งแม้แต่มนุษย์กันเองยังไม่รู้จักระบบสมองของตัวเองละเอียดถ้วนถี่เท่าไหร่นัก จับลงสู่สมองของว่าที่หุ่นยนต์อัจฉริยะ ซึ่งตอนนี้ก็มีหลายทฤษฎีและแนวทางที่เป็นไปได้ที่จะสร้างเอไอแบบอัจฉริยะขึ้นมาจริงๆ โดยบันดีก็ได้เตือนว่ามันอาจจะเสี่ยงอยู่ในตอนนี้
       
       อย่างไรก็ดี ทางออกสำหรับป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์ออกนอกลู่นอกทางเมื่อมันฉลาดขึ้นมานั้นแกรนด์และคนอื่นๆ ในวงการหุ่นยนต์อาจจะต้องค่อยๆ สอน ซึ่งขณะนี้แกรนด์กำลังสอนหุ่นยนต์ธรรมดาตัวหนึ่งที่ชื่อ “ลูซี” โดยค่อยๆ พัฒนาสมองและให้ลูซีเรียนรู้สิ่งต่างๆ เหมือนมนุษย์ที่เพิ่งเกิดและเติบโตตามลำดับขั้นตอน โดยหวังว่าในวันหนึ่งหุ่นยนต์จะพัฒนาสติปัญญาอันซับซ้อนได้ด้วยการเรียนรู้เหมือนมนุษย์
       

       “พวกเขาก็แค่เรียนว่าระหว่างผิดกับถูกมันแตกต่างกันยังไง เหมือนที่พวกเราได้เรียนรู้” แกรนด์เผย “ซึ่งผมก็มั่นใจว่าพวกเราสามารถทำได้ ส่วนเรื่องที่สอนแล้วอาจจะไม่เป็นผลนั้นก็น่าจะเป็นไปได้ แต่ว่าก็ไม่น่าจะทำให้หุ่นยนต์ออกมาก้าวร้าวได้เหมือนอย่างในหนัง”
       
       สำหรับกฎ 3 ข้อของอาซิมอฟ นั่นก็คือ
       กฎข้อ 1 หุ่นยนต์ไม่สามารถทำร้ายมนุษย์ หรือปล่อยให้มนุษย์ตกอยู่ในอันตราย
       กฎข้อ 2 หุ่นยนต์ต้องเชื่อฟังคำสั่งมนุษย์ นอกจากจะขัดแย้งกับกฎข้อ 1
       กฎข้อ 3 หุ่นยนต์ปกป้องตนเองได้ ถ้าไม่ขัดแย้งกับกฎข้อ 1 และ 2
       และในที่สุดอาซิมอฟก็ได้เพิ่มกฎอีกข้อขึ้นมา แต่ว่าเป็นกฎข้อ 0 (ข้อศูนย์) ของหุ่นยนต์ขึ้นมา นั่นก็คือ “หุ่นยนต์จะต้องไม่ทำอันตรายและปกป้องมนุษยชาติทั้งมวล”
 

จาก http://www.manager.co.th/

รู้จัก "หุ่นยนต์" ให้มากกว่านี้อีกสักนิด
โดย ผู้จัดการออนไลน์ 25 กรกฎาคม 2547 15:22 น.
คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
ฟิกซ์โรบ็อต หรือหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ไปไหนไม่ได้

       "หุ่นยนต์" เมื่อได้ยินคำนี้หลายคนคงจะนึกไปถึงหุ่นที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกคล้ายกระป๋อง อย่างเจ้า R2D2 ในภาพยนตร์เรื่องสตาร์วอร์ หรือไม่ก็นึกเลยไปถึงหุ่นเหล็กที่แปลงร่างต่อสู้กับสัตว์ประหลาด ในการ์ตูนตอนเช้าวันเสาร์-อาทิตย์ แท้ที่จริงแล้วหุ่นยนต์มีอยู่ในรูปแบบต่างๆ มากขึ้นกว่าที่หลายคนรู้จัก
       
       เมื่อก่อนที่หุ่นยนต์จะถูกนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ แต่ปัจจุบันมีการนำมาใช้ในด้านอื่นๆมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ ล่าสุดได้มีความพยายามที่จะพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่มีความคล้ายคลึงกับมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน
       
       หากจะถามว่า "หุ่นยนต์คืออะไร?" ก่อนอื่นต้องบอกก่อนว่า คำว่า "โรบอต" (ROBOT)ที่แปลว่าหุ่นยนต์มาจากคำในภาษาเชคที่หมายถึง "แรงงานที่ถูกบังคับ" ส่วนความหมายของนักวิทยาศาสตร์ "หุ่นยนต์" เป็นเครื่องจักรกลชนิดหนึ่ง ที่มีลักษณะการทำงานแบบอัตโนมัติ (Automatics Machine) หรือกึ่งอัตโนมัติ (Semi automatics Machine) และสามารถโปรแกรมให้ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลายอย่างได้
       


 

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
"ไพโอเนียร์" หุ่นยนต์แบบโมบายเคลื่อนที่ไปมาได้

       อย่างไรก็ดี RIA (tha Robotics Industries Association) ได้ให้คำจำกัดความของหุ่นยนต์ที่ใช้ในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นที่ยอมรับกัน ในการประชุมนานาชาติของบริษัทอุตสาหกรรมที่ใช้หุ่นยนต์ 11 แห่ง เมื่อปี ค.ศ.1981 (พ.ศ.2524) เอาไว้ว่าหุ่นยนต์อุตสาหกรรม คือ เครื่องจักรกลที่สามารถทำการโปรแกรมใหม่ได้หลายครั้ง สามารถทำงานได้หลายๆ หน้าที่ ซึ่งมันได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถหยิบ จับ เคลื่อนย้าย วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องมือ หรืออุปกรณ์พิเศษต่างๆ โดยการตั้งโปรแกรมเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของมัน ให้ทำงานได้ตามต้องการ
       
       ถึงแม้ว่าหุ่นยนต์นั้นจะถูกพัฒนาออกเป็นสองประเภทใหญ่ๆ คือประเภทแรก คือหุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (Fixed Robot) ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง หุ่นยนต์ประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นแขนกล สามารถเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อภายในตัวเองเท่านั้น ส่วนมากมักถูกนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์ เป็นต้น
       
       ประเภทที่สอง คือหุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (Mobile Robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะสามารถเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง บ้างก็เคลื่อนที่โดยการใช้ล้อ หรือบางแบบก็เคลื่อนที่โดยการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ ส่วนใหญ่ยังเป็นงานวิจัยที่อยู่ในห้องทดลอง เพื่อพัฒนาออกมาใช้งานในรูปแบบต่างๆ เช่นหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่า แต่ปัจจุบันก็ได้มีการพัฒนาให้มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสุนัข เพื่อให้มาเป็นเพื่อนเล่นกับคน หรือแม้กระทั่งมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่แบบสองขาได้อย่างมนุษย์ เพื่ออนาคตจะสามารถนำไปใช้ในงานที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายแทนมนุษย์
       

 

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
หุ่นยนต์ของลีโอนาโด ดาวินชี พร้อมภาพบันทึก โดยหุ่นยนต์ตัวนี้สามารถขยับแขนและคอได้

       หลายคนที่สนใจจะสร้างหุ่นยนต์คงอยากรู้ว่าถ้าจะสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมาสักตัวจะต้องมีความรู้อะไรบ้าง นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกบอกไว้ว่าการ สร้างหุ่นยนต์เป็นเทคโนโลยีที่มีการนำเอาองค์ความรู้ จากศาสตร์หลายสาขามาประยุกต์ใช้ หากจะให้กล่าวแบบชี้เฉพาะเจาะจงลงไป ว่าจะต้องมีความรู้ด้านใดด้านหนึ่งคงไม่ได้ เพราะหุ่นยนต์บางตัวถูกสร้างขึ้นมา เพื่อวัตถุประสงค์ที่พิเศษ อาจต้องมีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางมาคอยให้คำปรึกษา แต่หากจะกล่าวถึงความรู้ในส่วนหลักๆ ในการออกแบบสร้างหุ่นยนต์ อาจสามารถแบ่งแยกไปตามส่วนประกอบที่สำคัญของหุ่นยนต์ ดังนี้
       
       Mechanical part...
       บุคลากรที่จะรับผิดชอบในส่วนนี้ ควรเป็นผู้ที่มีความรู้ ความสามารถทางด้านฟิสิกส์ เช่น เวกเตอร์ แรง โมเมนตั้ม ฯลฯ และควรมีความรู้ในเรื่อง ระบบกลไกลต่างๆ รู้จักวัสดุ อุปกรณ์ ทางกลต่างๆ เป็นอย่างดี มีความสามารถ ออกแบบระบบทางกลได้ เช่น ระบบส่งถ่ายกำลัง และระบบที่มีการเคลื่อนที่ทางกายภาพได้ นอกจากนี้ยังต้องสามารถ ใช้งานเครื่องมือต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี เช่น เครื่องตัด เครื่องเจาะ เครื่องกลึง ฯลฯ
       

 

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
หุ่นยนต์เป่าฟลุต สร้างขึ้นในปี พ.ศ.2281

       Electrical Circuit part...
       บุคลากรที่จะรับผิดชอบในส่วนนี้ ควรเป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ ทั้งด้านอะนาล็อก และดิจิตอล จะต้องมีความรู้เกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ และจะต้องสามารถวิเคราะห์ และออกแบบวงจรต่างๆ ได้ ไม่ว่าจะเป็นวงจรคอนโทรลเลอร์, วงจรเซ็นเซอร์, วงจรขับกำลังสูง ฯลฯ นอกจากนี้ยังต้องสามารถ ใช้งานเครื่องมือต่างๆ ได้เป็นอย่างดี เช่น มิเตอร์, ออสซิลโลสโคป,ลอจิกโพร๊ป, ลอจิกอะนาไลเซอร์ ฯลฯ
       
       Software Control part...
       บุคลากรที่จะรับผิดชอบในส่วนนี้ ควรเป็นผู้ที่มีความรู้ ความสามารถทางด้านคณิตศาสตร์ และคอมพิวเตอร์ จะต้องเป็นผู้ที่มีความคิดอย่างเป็นระบบ สามารถแตกปัญหาออกเป็นกระบวนการ และควรมีความสามารถในการโปรแกรม ภาษาระดับต่ำเช่นแอสแซมบลีได้เป็นอย่างดี รวมถึงภาษาระดับกลาง และสูง อย่างภาษาซี และภาษาพื้นฐานได้ จะต้องมีความชำนาญในการใช้งานคอมพิวเตอร์
       

 

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
หุ่นยนต์ดูแลคนแก่ กำลังนำไปทดลองใช้ตามโรงพยาบาลก่อนจะนำไปใช้จริงตามบ้าน

       การออกแบบสร้างหุ่นยนต์ จะต้องอาศัยความรู้ ความชำนาญในหลายๆ ด้านเนื่องจากวิศวกรนั้น จะอาศัยการทำงานที่เป็นทีม งานหนึ่งๆ จึงประกอบด้วยวิศวกรผู้ชำนาญงานในแต่ละสาขา ที่หลากหลาย แตกต่างกันไป
       
       คุณรู้ไหม....ว่า
       การออกแบบหุ่นยนต์เหมือนมนุษย์ที่ถูกบันทึกไว้เป็นครั้งแรก คือโดยลีโอนาร์โด ดาร์วินซี เมื่อราวปี 1495 (พ.ศ.2038) ส่วนหุ่นยนต์ที่รู้จักกันว่าสามารถใช้งานได้เป็นตัวแรกถูกสร้างขึ้นเมื่อปี 1810 (พ.ศ.2281) โดยฟรีดิช เคาฟมันซึ่งเป็นผู้สร้างหุ่นแอนดรอยด์ที่สามารถเป่าฟลุตได้ และหุ่นยนต์อุตสาหกรรมตัวแรกที่ถูกใช้งานโดย ยูนิเมท ในปี 1962 (พ.ศ.2005) เป็นแขนกลที่ใช้ เคลื่อนย้ายสิ่งของจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง
       

 

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
และขาดไม่ได้หุ่นยนต์แห่งยุคสมัย "ไอโบ" และ "อาซิโม"

       ทุกวันนี้ ยอดขายหุ่นยนต์อุตสาหกรรมพุ่งขึ้นสูงถึง 750,000 ตัวในปี 2001 (พ.ศ.2544) ซึ่งเป็นปีสุดท้าย ที่ได้มีการรวบรวมเป็นสถิติเก็บไว้ ถึงวันนี้ ก็น่าจะเกินกว่า 1 ล้านตัวไปแล้ว ซึ่งห่นยนต์ที่กำลังใกล้ชิดมนุษย์อยู่ในขณะนี้ได้แก่ "Roomba" หุ่นดูดฝุ่น ยอดนิยม และผู้ผลิตกำลังทำการออกแบบเพื่อขยายวงความช่วยเหลือ ของหุ่นยนต์ให้กับ งานบ้านทั้งหลาย ในอนาคตอันใกล้นี้ "เพิร์ล" (Pearl - Personal Robotic Assistants for the Elderly) เป็น "หุ่นพยาบาล" ซึ่งกำลังถูกทดสอบ ในสถานพยาบาลหลายแห่ง มีจุดมุ่งหมายที่จะขยายบริการเพื่อใช้ดูแลผู้สูงอายุตามบ้าน
       
       นอกจากนี้ ยังมี "อาซิโม" (Azimo) พัฒนาโดย บ.ฮอนดาซึ่งมีความสามารถในการเดินหน้าและถอยหลัง เลี้ยวตามมุม ปีน และขึ้น-ลงบันได เปิด-ปิดสวิทช์ไฟ เคลื่อนย้ายวัตถุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่ และเปิดปิดประตูได้ ในช่วงเวลาห้าปี มันจะสามารถโต้ตอบกับคำสั่งเสียงได้ และ "ไอโบ" (Aibo) ของโซนี หุ่นยนต์สุนัขที่มี "อารมณ์และสัญชาติญาณที่แท้จริง" ถึงแม้ว่าจะเพียงแค่หกประเภทก็ตามที ได้แก่ มีความสุข ไม่ชอบ โกรธ รัก เศร้า และประหลาดใจ และแถมท้ายกับ "เนโคโร" และ "แม็กซ์" หุ่นยนต์แมวที่เหมือนจริงอย่างมาก พัฒนาโดย บ.ออมรอนของญี่ป่นสามารถครางได้เมื่อถูกลูบขน หรือเรียกชื่อ และยังสามารถส่ายหัว กระดิกหู หระพริบตา นั่ง ยืดตัว และแม้แต่ "นอน" ได้ด้วย
 

จาก http://www.manager.co.th/



 
เออร์เนส รัทเธอร์ฟอร์ด (Ernest Rutherford)
เกิดวันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ. 1871 ประเทศนิวซีแลนด์
เสียชีวิต 19 ตุลาคม ค.ศ. 1937 กรุงลอนดอน อังกฤษ

        รัธเธอรร์ฟอร์ด เป็นชาวนิวซีแลนด์ บิดาของเขาเป็นชาวสก๊อต มีอาชีพเป็นเกษตรทำไร่ป่าน มารดาเป็นครูสอนนักเรียนแห่งหนึ่งในนิวซีแลนด์ เขาเป็นคนฉลากหลักแหลม ชอบการประดิษฐ์ค้นค้น ตามที่ได้อ่านได้ศึกษา เช่น กล้องถ่ายรูป ระหัดวิดน้ำ และนาฬิกา เข้าเรียนที่วิทยาลัยแคน เทอร์เบอรี่ ในนิวซีแลนด์ หลังเรียนจบก็สอบชิงทุนรัฐบาลไปศึกษาต่อด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ และได้ทำงานเป็นผู้ช่วยในห้องทดลองแห่งคาเวนดิช ทำให้เขามีโอกาศทำการวิจัย ค้นคว้าโดนไม่ต้องเข้าเรียน จนได้รับปริญญาโดนไม่ต้องสอบในปี ค.ศ. 1898 เขาค้นพบรังสีที่แผ่ออกจากธาตุยูเรเนียม 2 ชนิด คือ “รังสีเบต้า” คือรังสีคลื่นยาวพลังงานต่ำ “รังสีแอลฟา” ซึ่งมีคลื่นสั้นให้พลังงานสูง จนทำให้เขาได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ ที่มหาวิทยาลัยแมคลีย์ แคนาดา
        ต่อมาเขาได้หันมาศึกษาเรื่องยูเรเนียน อย่างจริงจัง และพบการแผ่รังสีของสารกัมมันตภาพรังสี จนทำให้เขาค้นพบทฤษฎีครึ่งชีวิต ซึ่งมีประโยชน์ในการค้นคว้าด้านธรณีวิทยา การหาอายุ หรือความเก่าแก่ของหิน แร่ต่างๆ ในปี ค.ศ. 1908 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี จากการค้นคว้าสมบัติของสารกัมมันตรังสี นอกจากนี้ยังประดิษฐ์เครื่องมือชนิดหนึ่งชื่อ ไกเกอร์เคาน์เตอร์ ใช้สามารถนับการสลายตัวขอเรเดียม 1 กรัมต่อวินาที ได้อย่างถูกต้องแม่นยำ นอกจากนี้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 เขายังได้รับการแต่งตั้งจากรัฐบาลอังกฤษให้ดำรงตำแหน่งหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ ในการสร้างเครื่องไฮโดนโฟน (Hydrophone) เพื่อฟังเสียงเรือดำน้ำของฝ่ายศัตรู ซึ่งก็ประสบผลสำเร็จเป็นอย่างดี จนได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ คาเวนดิช (Cavendish Professor) ซึ่งเป็นเกียรติประวัติอย่างสูง ในช่วงบั้นปลายชีวิต นับว่ารันเธอร์ฟอร์ดเป็นนักฟิสิกส์ผู้บุกเบิกแนวทางให้กับนักฟิสิกส์รุ่นต่อมา

ผลงานการค้นพบ
  • ค้นพบทฤษฎีอะตอม
  • สร้างเครื่องไฮโดรโฟน (Hydrophone)
  • ค้นพบทฤษฎีครึ่งชีวิต (Half Life) ของสารกัมมันตรังสี
  • ค้นพบรังสีเบต้า, อัลฟา
  • สร้างเครื่องมือการนับสลายตัวของเรเดียมของสารกัมมันตรังสีชื่อ “ไกเกอร์ เคาน์เตอร์) (Gyger Counter)
  • ได้รับรางวัลโนเบล สาขาเคมี ในปี ค.ศ. 1909 จากการค้นพบแอลฟาทำลายอะตอม และการศึกษากัมมันภาพตรังสี

นำมาจาก 

http://www.lib.hcu.ac.th/sci2002/

มารู้จักควากกันเถอะ ตอนที่สอง

 
ควากในมุมมองของโฟตอน

 

อ่านตอนที่ 1 หรือยังจ๊ะ ถ้ายังก็คลิ๊กเลย ที่นี่มารู้จักควากกันเถอะ ตอนที่ 1


ในในระดับ 10^-19เมตร หมู่แฟร์มิออนพื้นฐานอาจจำแนกได้เป็นสองประเภทคือ เลปตอน ซึ่งไม่มีรงค์ และควาก ที่มีรงค์ เลปตอนจะแตกต่างกับควากตรงที่เลปตอนไม่มีส่วนร่วมในอันตรกริยาแบบเข้มเพราะปราศจากรงค์ จึงไม่อาจแลกเปลี่ยนกลูออนตัวสื่อของอันตรกริยาชนิดนี้ได้ สำหรับอันตรกริยาอีก3แบบที่เหลือคือ แบบโน้มถ่วง แม่เหล็กไฟฟ้า และ แบบอ่อน ทั้งเลปตอนและควากมีส่วนร่วมได้ และอันตรกริยาเหล่านี้เกิดได้ทั้ง ระหว่างเลปตอนหรือควากด้วยกันเอง และเกิดข้ามประเภทระหว่างเลปตอนกับควากก็ได้ ซึ่งต่างจากอันตรกริยาแบบเข้มที่เกิดเฉพาะระหว่างควากด้วยกันเองเท่านั้น เนื่องจากควากมีส่วนในอันตรกริยาทั้งสี่จึงมีความสลับซับซ้อนกว่าเลปตอนเพราะจะต้องมีประจุของอันตรกริยาทั้งสี่ คือมีทั้งมวล(ประจุของแรงโน้มถ่วง) ประจุอ่อน ประจุไฟฟ้า และรงค์(ประจุเข้ม) ในกรณีของเลปตอนนั้นมีเพียงประจุสามชนิดแรก ในแง่นี้อาจพูดได้ว่าควากมีสี่หน้า และเลปตอนมีสามหน้า เพราะสื่งที่เราเห็นหรือสัมผัสได้ผ่านการทดลองย่อมต้องผ่านเก็จโบซอนซึ่งแตกต่างกันและให้ภาพที่แตกต่างกัน

เนื่องจากในปัจจุบันยังไม่มีทฤษฎีสนามควอนตัมพื้นฐานสำหรับแรงโน้มถ่วงเราจึงจะไม่พิจารณาอันตรกริยาโน้มถ่วงและจากจุดนี้ไปจะเน้นดูสมบัติของควากจากอันตรกริยาแบบอ่อน แม่เหล็กไฟฟ้าและแบบเข้ม อีกนัยหนึ่งคือเราจะมาทำความรู้จักกับควากโดยมองผ่าน โบซอนอ่อน(ชื่อที่เราจะใช้เรียกเก็จโบซอนของอันตรกริยาแบบอ่อน) โฟตอน และ กลูออน

เราจะเริ่มต้นด้วยการทำความคุ้นเคยกับสื่อสำหรับอันตรกริยาแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีเก็จโบซอนชนิดเดียวคือโฟตอนเนื่องจากประจุไฟฟ้าที่เป็นแหล่งและตัวจับโฟตอนมีชนิดเดียว ถึงแม้ว่าเราจะคุ้นเคยกับการมองว่าประจุไฟฟ้ามีสองแบบคือบวกและลบ แต่ในที่นี่เราจะมองว่าประจุไฟฟ้ามีชนิดเดียว แต่ว่าอนุภาคประจุเช่นอิเล็กตรอน(มีประจุไฟฟ้าลบ)จะมีปฏิอนุภาคของมันคือโพสิตรอนที่มีปฏิประจุตรงข้าม(ที่เรียกกันว่าประจุไฟฟ้าบวก)ในความหมายที่ประจุรวมกับปฏิประจุก็หักล้างกัน สรุปว่าเราจะถือว่าประจุไฟฟ้ามีชนิดเดียวแต่จะมีปฏิประจุของมันด้วยคือประจุไฟฟ้าบวกเป็นปฏิประจุของประจุไฟฟ้าลบ ในมุมมองนี้จะช่วยให้เข้าใจถึงเหตุที่โฟตอนมีเพียงชนิดเดียวและโฟตอนไม่มีประจุไฟฟ้าได้โดยง่าย เมื่อเกิดการทำลายล้างคู่อนุภาคปฏิอนุภาคประจุไฟฟ้าเช่นอิเล็กตรอน-โพสิตรอน ก็มีโฟตอนที่ไม่มีประจุกำเนิดขึ้นเนื่องจากมีการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า กระบวนการนี้ตรงกันข้ามกับกระบวนการการเกิดคู่อนุภาคปฏิอนุภาคจากโฟตอนและในอีกมุมมองหนึ่งกระบวนการนี้คือการแผ่หรือดูดกลืนโฟตอนโดยอนุภาคประจุ ซึ่งทั้งสี่กระบวนการที่กล่าวถือเป็นพื้นฐานของอันตรกริยาแม่เหล็กไฟฟ้า ในแผนภาพฟาย์นแมนทั้งสี่ปรากฏการณ์ แทนด้วยแผนภาพเดียวกันเพียงแต่เปลี่ยนทิศทางของลูกศรบนเส้นอนุภาคประจุและเส้นโฟตอน(ดูภาพประกอบ)



ในมุมมองนี้จะเห็นได้ว่าโฟตอนเป็นปฏิอนุภาคของตัวเอง คือเมื่อมองว่าโฟตอนเกิดจากคู่อิเล็กตรอน-โพสิตรอน อาจมองว่าปฏิโฟตอนเกิดจากคู่ปฏิอิเล็กตรอน-ปฏิโพสิตรอนซึ่งได้แก่ คู่โพสิตรอน-อิเล็กตรอน ที่ไม่ต่างจากคู่อิเล็กตรอน-โพสิตรอนที่ให้โฟตอน สรุปว่าโฟตอนไม่ต่างจากปฏิโฟตอนคือเป็นปฏิอนุภาคของตัวเอง นี่เป็นสมบัติของโฟตอนเก็จโบซอนของอันตรกริยาแม่เหล็กไฟฟ้า เราจะเห็นในตอนต่อๆไปว่าสำหรับอันตรกริยาแบบอ่อนและแบบเข้มนั้นเก็จโบซอนหาได้เป็นปฏิอนุภาคของตัวเองไม่คือปฏิอนุภาคเก็จจะแตกต่างจากอนุภาคเก็จในกรณีของกลูออนและโบซอนอ่อน

คงจะเป็นประโยชน์ในการเสริมความเข้าใจในเรื่องของควากและเลปตอนที่จะเข้าใจนัยสำคัญของสปินเพราะผลของสปินนั้นทำให้สมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของอนุภาคประจุทีมีสปินมีส่วนโมเมนต์แม่เหล็กเพิ่มจากส่วนประจุไฟฟ้าจุดในกรณีของอนุภาคไร้สปินซึ่งจะเห็นได้โดยตรงจาก การพิจารณาผลเฉลยของสมการดิแรก(Dirac) สำหรับแฟร์มิออนสปินครึ่งที่มีประจุไฟฟ้าที่อยู่ในสนามแม่เหล็กภายนอกในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงสัมพัทธภาพพิเศษ (non-relativistic limit)

มาถึงจุดนี้เราก็พร้อมที่จะตอบคำถามว่าควากเป็นอย่างไรในมุมมองของโฟตอน เนื่องจากควากเป็นอนุภาคจุดสปินครึ่งมีประจุไฟฟ้าคล้ายกับอิเล็กตรอนเพียงแต่ว่าประจุไฟฟ้าบนควากนั้นเป็น -2/3 และ +1/3 หน่วยของประจุของอิเล็กตรอนและมวลของควากชนิดต่างๆแตกต่างกัน และแตกต่างจากมวลของอิเล็กตรอน ฉนั้นในแง่ของโฟตอนควากก็ไม่ต่างจากอิเล็กตรอนมากนักและในอันตรกริยาพื้นฐานระหว่างควากกับโฟตอน ซึ่งได้แก่การดูดกลืนและการแผ่คลายโฟตอนและการเกิดหรือทำลายล้างคู่ควาก-ปฏิควากจากโฟตอนแผนภาพฟาย์นแมนที่ใช้บรรยายกระบวนการเหล่านี้ก็ไม่ต่างจากของอิเล็กตรอนในภาพประกอบ เราแค่ใช้ประจุไฟฟ้าและมวลของควากตัวที่เกี่ยวข้องแทนของอิเล็กตรอนแม้แต่ผลการคำนวนก็ใช้ผลของอิเล็กตรอนได้เมื่อเปลี่ยนค่าสองตัวแปรที่กล่าวมาแล้ว(*)

ภาพของควากที่ได้จากโฟตอนที่กล่าวมานี้เป็นภาพที่ได้จากกรณีที่เรามองควากอิสระ แต่ในทางปฏิบัติแล้วยังไม่ปรากฏควากอิสระจากการทดลองใดๆและเราพบควากเฉพาะในฮาดรอน ด้วยเหตุนี้ในห้องทดลองจึงต้องใช้โฟตอนมองเข้าไปในฮาดรอนที่มีควากเป็นองค์ประกอบ การทดลองสำคัญที่ให้ข้อมูลสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของควากคือการกระเจิงอิเล็กตรอนพลังงานสูงจากนิวคลิออนและการสร้างฮาดรอนจากทำลายล้างคู่อิเล็กตรอน-โพสิตรอนซึ่งเราจะได้พิจารณาในตอนต่อไป

(*)ในรายละเอียดของการคำนวณที่ลำดับสูงขึ้นจะต้องคำนึงถึงสภาวะขั้นกลาง(intermediate states)ทุกๆสภาวะที่เป็นไปได้ ที่เรียกกันว่าส่วนแก้ไขควอนตัม(quantum corrections) จะมีข้อแตกต่างระหว่างแผนภาพฟาย์นแมนที่บรรยายอิเล็กตรอนและควากเพราะสำหรับควากจะมีการแผ่และดูดกลืนกลูออนนำไปสู่วงกลูออน(gluon loops)ที่จะไม่เกิดในกรณีของอิเล็กตรอนเพราะอิเล็กตรอนปราศจากรงค์

นำมาจาก  http://www.vcharkarn.com

นำมาจาก  http://www.vcharkarn.com

หุ่นจิ๋ว

หุ่นยนต์ตัวจิ๋วสูงเพียง 20  เซนติเมตร   แต่เป็นหุ่นอัจฉริยะสามารถเตะฟุตบอลและแสดงท่าเต้นคล้ายมนุษย์ได้  ถูกนำมาแสดงในงานอิเล็กทรอนิก้า  2005  ที่ห้างเดอะมอลล์ บางกะปิ  ซึ่งมีนวัตกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าในอนาคตมาแสดงด้วย

    ภาพดาวเทียมบริเวณหาดกาลูตารา ทางใต้ของศรีลังกา  แสดงให้เห็นการทำลายล้างอย่างรุนแรงของคลื่นสึนามิ  ภาพบน  เป็นชายหาดอันสวยงามก่อนที่คลื่นสึนามิจะถาโถมเข้าใส่   ภาพล่าง   เป็นชายหาดที่ราบเป็นหน้ากลอง  สิ่งก่อสร้าง  ชายหาด    ต้นไม้   ถูกทำลายทั้งแถบ   โดยยอดผู้เสียชีวิตในศรีลังกากว่า 20,000  คน


  หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์) 

 ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2  กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์ เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์  2 (บรรยาย) แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c  
ฟิสิกส์พิศวง สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์ วีดีโอการเรียนการสอน
หน้าแรกในอดีต  

   การทดลองเสมือน 

บทความพิเศษ  ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)
พจนานุกรมฟิสิกส์ 

 ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์ 

 สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์  ดาราศาสตร์ราชมงคล

  แบบฝึกหัดกลาง 

แบบฝึกหัดโลหะวิทยา  

 แบบทดสอบ

ความรู้รอบตัวทั่วไป 

 อะไรเอ่ย ?

ทดสอบ(เกมเศรษฐี) 

คดีปริศนา

ข้อสอบเอนทรานซ์ เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
คำศัพท์ประจำสัปดาห์  

  ความรู้รอบตัว

การประดิษฐ์แของโลก ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง  การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ  

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ภาพประจำสัปดาห์