ความแตกต่างของการศึกษาฟิสิกส์ดั้งเดิม ฟิสิกส์อะตอม ฟิสิกส์นิวเคลียร์ และฟิสิกส์อนุภาค (ฟิสิกส์พลังงานสูง)

MatterToQuarksที่มา : http://cph-theory.persiangig.com/13-MatterToQuarks.jpg

ฟิสิกส์ดั้งเดิม (classical Physics) ศึกษาโครงสร้างของสสารวัตถุ (matter) ซึ่งมีสถานะเป็นของแข็ง ทรงมวล มีความแข็ง

ฟิสิกส์อะตอม (Atomic Physics) ศึกษาโครงสร้างอะตอมทั้งอะตอม (นิวเคลียสและอิเล็กตรอน) การทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกหรือเพิ่มเข้ามา การจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอม

ฟิสิกส์นิวเคลียร์ (Nuclear Physics) ศึกษาสมบัติของนิวเคลียสในอะตอมโดยตรง อันตรกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคในนิวเคลียส (โปรตอนและนิวตรอน) ตลอดจนปฏิกิริยานิวเคลียร์

ฟิสิกส์อนุภาค (Particle Physics) หรือ “ฟิสิกส์พลังงานสูง” (High energy physics) เป็นการศึกษาสมบัติของอนุภาคมูลฐาน (elementary particle) ที่เล็กที่สุดและเป็นพื้นฐานที่สุด ซึ่งประกอบขึ้นเป็น โปรตอน นิวตรอน ควาร์ก และอนุภาคอื่นๆ รวมถึงอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคมูลฐานเหล่านี้ โดยเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาเรื่อง ฟิสิกส์อนุภาค คือ เครื่องเร่งอนุภาค (accelerator) และเครื่องตรวจวัดอนุภาค (detector accelerator)

เครื่องเร่งอนุภาค คือ เครื่องมือที่นักฟิสิกส์ใช้เพื่อทำให้อนุภาคมีพลังงานสูงขึ้น โดยอนุภาคที่เร่งได้คือ อนุภาคที่มีประจุ คือ โปรตอน (ประจุบวก) และอิเล็กตรอน (ประจุลบ) แต่เหตุผลที่เครื่องเร่งอนุภาค LHC (large Hadron Collider) ที่สถาบันเซิร์น (CERN) เลือกที่จะเร่งอนุภาคโปรตอนเพราะ อนุภาคที่มีประจุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือทางโค้งจะเกิดการสูญเสียพลังงานในรูปของการแผ่รังสีที่เรียกว่า รังสีซินโครตรอน (synchrotron radiation) โดยอัตราการสูญเสียพลังงานของอนุภาคที่มีมวลมากจะน้อยกว่าอนุภาคที่มีมวลน้อย โปรตรอนมีมวลมากกว่าอิเล็กตรอน 1,800 เท่า จึงเกิดการสูญเสียพลังงานน้อยกว่าอิเล็กตรอน

หมายเหตุ : ศักดิ์อนันต์ อนันตสุข สรุปความรู้จากการสัมภาษณ์โครงการครูฟิสิกส์ภาคฤดูร้อนเซิร์น ประจำปี พ.ศ. 2558 (14 พฤศจิกายน 2557); ฟิสิกส์ดั้งเดิม ฟิสิกส์อะตอม ฟิสิกส์นิวเคลียร์ และฟิสิกส์อนุภาค แตกต่างกันอย่างไร



Leave a Comment