<

7. การผลิต และวัดสมบัติของอนุภาค

       ช่องที่น่าพิศวงของรายการในตาราง 2 ทำให้เราต้องหาพื้นฐานเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น เป็นธรรมดาที่จะเกิดความสงสัยเกี่ยวกับรายการของอนุภาค ที่มีช่วงชีวิต และมีมวล 1 192.5 MeV/c2 เป็นไปได้อย่างไรที่จะตรวจวัดอนุภาคที่มีอายุเพียง ได้ ? ยิ่งไปกว่านั้นเราจะวัดมวลอนุภาคที่มีช่วงชีวิตสั้นเช่นนั้นได้อย่างไร ? ถ้าคุณลักษณะมาตรฐานของอนุภาค คือ ความคงทนหรือเสถียรภาพบางอย่าง ในแง่ใดที่อนุภาคเช่นนั้นเป็นอยู่ ? ในหัวข้อนี้ เราจะตอบคำถามเหล่านี้และอธิบายว่าอนุภาคมูลฐานสร้างขึ้นได้อย่างไรและวัดสมบัติของมันได้อย่างไร ?

        อนุภาคมูลฐานส่วนใหญ่จะไม่เสถียรและเกิดในธรรมชาติได้ยากมาก จะมีบ้างเพียงในฝนรังสีคอสมิก อย่างไรก็ดีในห้องปฏิบัติการ เราสามารถสร้างอนุภาคเหล่านี้ได้มากมายโดยการชนกันที่ควบคุมได้ระหว่างอนุภาคพลังงานสูงกับเป้าที่เหมาะสม อนุภาคกระสุนที่พุ่งเข้าชนเป้า ต้องมีพลังงานสูงมาก และต้องใช้เวลาค่าหนึ่งจากการเร่งของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าให้อนุภาคมีพลังงานสูงขึ้น ดังนั้นอนุภาคประจุเสถียรเช่น อิเล็กตรอนหรือโปรตอน โดยทั่วไปจึงนิยมใช้เป็นลำรังสีพุ่งกระทบ นอกจากนั้นเป้าจะต้องไม่ซับซ้อน เสถียร มั่นคง และเป้าที่ง่ายที่สุด ไม่ซับซ้อนที่สุด คือ ไฮโดรเจน ซึ่งเหมาะที่จะเป็นทั้งเป้า (โปรตอน) และตัวตรวจวัด

         รูปที่ 7 แสดงเหตุการณ์แบบฉบับที่ห้องฟอง (Bubble chamber) ทำหน้าที่เป็นทั้งต้นกำเนิดเป้าและเครื่องตรวจวัด เส้นทางขนานหลายเส้นของไพออนลบมองเห็นได้ชัดเจนว่าพุ่งเข้าในรูปจากด้านล่าง ดังที่ตัวอักษรกำกับในภาพเขียนแสดงไว้ไพออน 1 ตัวชนกับโปรตอนที่อยู่นิ่ง 1 ตัวในไฮโดรเจน และทำให้เกิดอนุภาคประหลาด 2 ตัว คือ กับ ดังปฏิกิริยา

       แต่ไม่มีอนุภาคประหลาดที่เป็นกลางตัวใดทิ้งเส้นทางการเคลื่อนที่ให้เห็น แต่การสลายตัวต่อไปเป็นอนุภาคที่มีประจุของมันมองเห็นได้ในรูปที่ 7 สนามแม่เหล็กที่ใส่เข้าไปในแนวตั้งฉากกับระนาบของกระดาษ ทำให้ทางเดินของอนุภาคประจุแต่ละตัวโค้ง และจากการวัดความโค้ง เราสามารถหาประจุและโมเมนตัมเชิงเส้นของอนุภาคได้ถ้าทราบมวลและโมเมนตัมของอนุภาคกระทบแล้ว โดยปกติเราจะสามารถคำนวณมวลพลังงานจลน์และอัตราเร็วของอนุภาคนั้นได้จากกฏการอนุรักษ์โมเมนตัมและพลังงาน ในที่สุดเมื่อรวมอัตราเร็วของอนุภาคที่ผลิตขึ้นเข้ากับความยาวเส้นทางการเคลื่อนที่ที่มันทิ้งไว้ เราย่อมสามารถคำนวณหาช่วงชีวิตของอนุภาคได้ รูปที่ 7 แสดงว่าบางครั้ง เราสามารถใช้เทคนิคช่วงชีวิตนี้หาได้แม้กับอนุภาคที่ไม่มีประจุซึ่งไม่มีเส้นทางการเคลื่อนที่ให้เห็นได้ด้วย เพียงแต่ทราบจุดเริ่มต้น และจุดสิ้นสุดของเส้นทางที่หายไป เช่นเดียวกันอัตราเร็วอนุภาคสามารถบอกความยาว

เส้นทางที่หายไปได้และดังนั้นจึงบอกช่วงชีวิตของอนุภาคที่ไม่มีประจุนั้นได้

       อนุภาคประหลาด และ เกิดขึ้นที่ด้านล่าง ขณะที่อนุภาค เกิดอันตรกิริยากับโปรตอนในปฏิกิริยา (โปรดสังเกตว่าอนุภาคเป็นกลางจะไม่ทิ้งเส้นทางการเคลื่อนที่ไว้ ดังแสดงเป็นเส้นประในภาพเขียน) แล้ว ก็สลายตัวในปฏิกิริยา ,และ สลายตัวในปฏิกิริยา

(Courtesy Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, Photograph Services)

 

             

หน้าที่ 
  1. บทนำ
  2. แรงพื้นฐานในธรรมชาติ
  3. โพสิตรอนและปฏิยานุภาคอื่น ๆ
  4. เมซอนและกำเนิดของวิชาฟิสิกส์อนุภาค
  5. การจำแนกอนุภาค
  6. กฎการอนุรักษ์
  7. อนุภาคประหลาดและความประหลาด (Strange Particles and Strangeness)
  8. การผลิต และวัดสมบัติของอนุภาค

ของ รศ. ดนัย วิโรจน์อุไรเรือง แปลและเรียบเรียง

จาก Physics For Scientists and Engineers ของ Serway . Beichner

 

 

 

 


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


แบบฝึกหัดกลาง   แบบฝึกหัดโลหะวิทยา    แบบทดสอบ   ความรู้รอบตัวทั่วไป

อะไรเอ่ย ?   ทดสอบความรู้รอบตัว   (เกมเศรษฐี)   คดีปริศนา

ข้อสอบเอนทรานซ์   เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์


คำศัพท์ประจำสัปดาห์   ความรู้รอบตัว   การประดิษฐ์แของโลก   ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์

  นักวิทยาศาสตร์เทศ     นักวิทยาศาสตร์ไทย     ดาราศาสตร์พิศวง 

การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์   การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

 


 

การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

1. การวัด    2. เวกเตอร์    3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ   4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ 

5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน   6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน  7.  งานและพลังงาน  

 8.  การดลและโมเมนตัม    9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง  11. การเคลื่อนที่แบบคาบ  

 12. ความยืดหยุ่น   13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน  

15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก 

16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร   17.  คลื่น  18.การสั่น และคลื่นเสียง 19.หน้ากากการเรียน


 การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

 1. ไฟฟ้าสถิต   2.  สนามไฟฟ้า   3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 

5. ศักย์ไฟฟ้า   6. กระแสไฟฟ้า  7. สนามแม่เหล็ก   8.การเหนี่ยวนำ

9. ไฟฟ้ากระแสสลับ   10. ทรานซิสเตอร์  11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ   14. นิวเคลียร์  15. หน้ากากการเรียน

 


 การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

 1. จลศาสตร์ ( kinematic)  2. จลพลศาสตร์ (kinetics)   3. งานและโมเมนตัม    4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง  

5.  ของไหลกับความร้อน     6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า    7. แม่เหล็กไฟฟ้า    8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง    

9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพกับนิวเคลียร์  10. หน้ากากการเรียน


กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

บทความพิเศษ