สล็อตแตกง่าย จอมมารผู้ยิ่งใหญ่

ลักษณะที่สิ่งไม่มีอนุภาคถูกเสนออย่างไม่เต็ม สล็อตแตกง่าย ใจในครั้งแรกแล้วจึงแสดงอย่างมีชัยเป็นหนึ่งในการผจญภัยที่น่าตื่นเต้นอย่างแท้จริงของวิทยาศาสตร์

นี่คือผลงานของไอแซก อาซิมอฟเรื่องThe Neutrino (1966) ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของหนังสือเล่มใหม่ของ Nickolas Solomey เรื่องThe Elusive Neutrino Asimov เล่าเรื่องที่น่าตื่นเต้น โดยเร่งผ่านประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เพื่ออธิบายว่ากฎหมายการอนุรักษ์คืออะไรและเหตุใดจึงมีความสำคัญ จากนั้นเขาก็อธิบายว่ากฎสามข้อดังกล่าว – การอนุรักษ์พลังงาน โมเมนตัม และโมเมนตัมเชิงมุม – ทำให้โวล์ฟกัง เปาลีตั้งสมมติฐานการมีอยู่ของนิวตริโนในปี 1931

ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของวันในฟิสิกส์อนุภาคคือพลังงานและโมเมนตัมรวมกันในการสลายตัวแบบเบตา (รูปแบบของกัมมันตภาพรังสี) ไม่ได้รวมกัน เปาลีตระหนักว่าปัญหาสามารถแก้ไขได้โดยสมมติว่ามีอนุภาคใหม่หลุดออกมาโดยไม่มีใครตรวจพบจากการทดลอง นำพลังงาน โมเมนตัม และโมเมนตัมเชิงมุมออกไป แต่ไม่มีประจุและมีมวลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย นิวตริโน (ตัวเล็กเป็นกลาง) กลายเป็นส่วนสำคัญของฟิสิกส์อนุภาค และในที่สุด ความรู้สึกไม่สบายที่ค้างอยู่ที่ ‘กลโกง’ นี้จะถูกลบออกเมื่อนักฟิสิกส์ตรวจพบอนุภาคโดยตรง การตรวจจับดังกล่าวปูทางไปสู่ดาราศาสตร์นิวทริโน ซึ่งเพิ่งเริ่มต้นในปี 2509

ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่หนังสือ

ของ Asimov การปฏิวัติทางฟิสิกส์พื้นฐานได้เกิดขึ้น ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค นิวตริโนสามประเภท อิเล็กตรอนสามประเภท และควาร์กหกประเภทมีปฏิสัมพันธ์กันโดยการแลกเปลี่ยนอนุภาคที่แบกแรงต่างๆ และดาราศาสตร์นิวทริโนได้ให้ผลลัพธ์: การขาดดุลนิวตริโนที่สังเกตได้จากดวงอาทิตย์อย่างน่าประหลาดใจนั้นเป็นที่ยอมรับ และตามที่อาซิมอฟหวังไว้ นิวตริโนถูกมองเห็นได้จากซุปเปอร์โนวา (ในปี 1987)

ในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา มีแม้กระทั่งคำใบ้ว่านิวตริโนมีมวล ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สามารถอธิบายการขาดดุลของนิวตริโนสุริยะและโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลได้ และจะถือเป็นขั้นตอนที่เหนือกว่าแบบจำลองมาตรฐาน

ในThe Elusive Neutrinoเป้าหมายของ Solomey นั้นยิ่งใหญ่กว่า Asimov เนื่องจากความเข้าใจของเราก้าวหน้าอย่างมาก ไม่ว่าในกรณีใด Asimov มีเพื่อนร่วมงานไม่กี่คนในฐานะนักเขียนวิทยาศาสตร์ ดังนั้นจึงไม่ยุติธรรมที่จะเปรียบเทียบหนังสือเล่มใหม่กับหนังสือเล่มก่อนหน้า ไม่ยุติธรรม แต่ไม่อาจต้านทานได้

มากกว่าครึ่งทางแม้ว่าThe Neutrinoจะมาถึงบทที่เจ็ด

 “Enter the neutrino” ณ จุดนั้นในการพิสูจน์ บรรณาธิการของอาซิมอฟเขียนว่า “ในที่สุด!” แต่นั่นเป็นวิธีที่มันอยู่ หนังสือของโซโลมีอาจได้รับประโยชน์จากความอดกลั้นที่คล้ายกัน อาซิมอฟรู้ว่าผู้อ่านของเขาจำเป็นต้องได้รับการศึกษาก่อนที่พวกเขาจะสามารถเข้าใจถึงความสำคัญของนิวทริโนดังที่แสดงในชื่อบทของเขา: “โมเมนตัม”, “พลังงาน”, “โครงสร้างอะตอม”, “มวล-พลังงาน”, “ประจุไฟฟ้า” โซโลมีย์เล่นสเก็ตเหนือพื้นฐานในบทที่หนึ่ง ไปจนถึงทฤษฎีสี่จุดของแฟร์มีเรื่องการสลายเบต้า จากนั้นในบทที่สอง เขาได้เข้าสู่หนึ่งในหัวข้อการเก็งกำไรในหนังสือ “จักรวาลวิทยาและมวลนิวทริโน” บางทีโซโลมีย์คิดว่าการแนะนำยาวจะทำให้ผู้อ่านเบื่อ

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือ เช่นเดียวกับการสลายตัวของบีตา บางส่วนของหนังสือไม่รวมกัน: อนุภาคสำคัญของความหมายดูเหมือนจะหลบหนีไปโดยไม่มีใครตรวจพบ คำอธิบายมักจะถูกละเลยโดยภาษา มันไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของความเจ็บป่วยที่ทำให้เสียสมาธิ (“ค่อนข้างใกล้เคียง”, “ไม่สมบูรณ์เท่า”, “ถูกกระแทกบนหน้าจอเรืองแสง”); มักเป็นการใช้ภาษาที่ประมาทจนทำให้ผู้อ่านสับสนหรือเข้าใจผิด

ในบทนำ โซโลมีย์กล่าวถึงอิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน และจากนั้น “อนุภาคที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานมากกว่า: ควาร์กและเลปตอน” อิเล็กตรอนคือ lepton ดังนั้นที่นี่จึงถูกทำให้เป็นพื้นฐานมากกว่าตัวมันเอง การย้อนเวลาสำหรับวัตถุขนาดมหึมานั้น “ถูกห้ามโดยทันที” (ตรงกันข้ามกับ “อาจไม่น่าเชื่อถือ” สำหรับอนุภาค) จากนั้นในย่อหน้าถัดไปจะกลายเป็น “ไม่เกิดขึ้นจริง” ต่อมาเราอ่านว่า “เพราะ [ตัวสร้างตัวเลขสุ่ม] ไม่เคยทำซ้ำลำดับของตัวเลข พวกเขาคาดเดาไม่ได้เหมือนวงล้อรูเล็ต” นั่นเป็นเพียงเรื่องไร้สาระ

หนังสือเล่มนี้มีหลากหลายและโดยส่วนใหญ่แล้วข้อมูลก็เพียงพอที่จะทำให้มันน่าสนใจพอสมควร ส่วนเดียวที่ฉันพบว่าทื่อ ๆ อาจน่าสนใจพอสมควรสำหรับนักฟิสิกส์ทดลอง: โซโลมีย์พิถีพิถันในการจัดสรรเครดิตสำหรับการค้นพบต่างๆ และเขาอธิบายคะแนนของการทดลองอย่างละเอียด เขายังกล่าวถึงการทดลองหลายอย่างที่ผิดพลาดหรือไม่ละเอียดอ่อนพอที่จะสรุปได้ แน่นอนว่าสองหรือสามสิ่งเหล่านี้เพียงพอที่จะทำให้ประเด็นวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการที่ยุ่งเหยิง? สล็อตแตกง่าย