What happened to antimatter? - Rolf Landua

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Rawee Ma

Is it possible to create something out of nothing?

มันเป็นไปได้หรือที่จะสร้าง อะไรบางอย่าง จากความว่างเปล่า

Or, more precisely, can energy be made into matter?

หรือ ถ้าพูดชัด ๆ พลังงานสามารถ ถูกทำให้กลายเป็นสสารได้หรือไม่

Yes, but only when it comes together

ได้ แต่เมื่อมันเข้ามารวมกัน

with its twin, antimatter.

กับแฝดของมันคือปฏิสสาร

And there's something pretty mysterious about antimatter:

และมันมีบางสิ่งที่ค่อนข้างเป็นปริศนา เกี่ยวกับปฏิสสาร

there's way less of it out there than there should be.

พวกมันมีน้อยกว่าที่มันควรจะเป็น

Let's start with the most famous physics formula ever:

เรามาเริ่มกันด้วยสูตรทางฟิสิกส์ ที่โด่งดังที่สุด

E equals m c squared.

อี เท่ากับ เอ็ม ซี ยกกำลังสอง

It basically says that mass is concentrated energy,

มันบอกเราว่า มวล คือพลังงานที่ถูกบีบอัด

and mass and energy are exchangeable,

และมวล และพลังงาน สามารถถ่ายโอนเปลี่ยนกันได้

like two currencies with a huge exchange rate.

เหมือนกับค่าเงินสองค่า ที่มีอัตราการแลกเปลี่ยนสูง

90 trillion Joules of energy

ประมาณ 90 ล้านล้าน จูล

are equivalent to 1 gram of mass.

เท่ากับ 1 กรัมของมวล

But how do I actually transform energy into matter?

แต่เราจะเปลี่ยนพลังงานไปเป็นมวล ได้อย่างไรกัน

The magic word is <i>energy density</i>.

คำกายสิทธิ์ก็ "ความหนาแน่นพลังงาน"

If you concentrate a huge amount

ถ้าคุณทำให้พลังงานปริมาณมาก

of energy in a tiny space,

มีความเข้มข้นมากในพื้นที่เล็ก ๆ

new particles will come into existence.

อนุภาคใหม่จะเกิดขึ้น

If we look closer,

ถ้าคุณลองดูดี ๆ

we see that these particles always come in pairs,

เราจะเห็นว่าอนุภาคเหล่านี้ มักจะมีอยู่เป็นคู่

like twins.

เหมือนกับฝาแฝด

That's because particles always have a counterpart,

นั่นเป็นเพราะว่าอนุภาค จะมีตัวที่เป็นคู่กันเสมอ

an antiparticle,

ซึ่งก็คือ ตัวตรงข้ามอนุภาค

and these are always produced

และมันก็จะถูกผลิต

in exactly equal amounts: 50/50.

ในปริมาณที่เท่ากันเสมอ: 50/50

This might sound like science fiction,

มันอาจฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์

but it's the daily life of particle accelerators.

แต่นี่คือเครื่องเร่งอนุภาคที่มีอยู่จริง

In the collisions between two protons

ในการชนกันระหว่างโปรตอนทั้งสอง

at CERN's Large Hadron Collider,

ที่ ลาร์จ เฮดรอน คอลไลเดอร์ ของ CERN

billions of particles and antiparticles

อนุภาคและตัวตรงข้ามอนุภาค เป็นล้านล้าน

are produced every second.

ถูกผลิตทุกวินาที

Consider, for example, the electron.

ลองพิจารณาดูแบบนี้ ยกตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอน

It has a very small mass and negative electric charge.

มันมีมวลน้อยมาก และมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ

It's antiparticle, the positron,

ปฏิอนุภาคของมัน โพซิตรอน

has exactly the same mass,

มีมวลที่เท่ากันพอดี

but a positive electric charge.

แต่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก

But, apart from the opposite charges,

แต่นอกเหนือจากประจุที่ตรงข้ามกันแล้ว

both particles are identical and perfectly stable.

ทั้งสองอนุภาคยังเหมือนกัน และมีความเสถียรอย่างสมบูรณ์

And the same is true for their heavy cousins,

และเช่นเดียวกันกับอนุภาคที่หนักกว่า

the proton and the antiproton.

โปรตอนและแอนติโปรตอน

Therefore, scientists are convinced

ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า

that a world made of antimatter

โลกที่ประกอบด้วยปฏิสสาร

would look, feel, and smell just like our world.

จะมีหน้าตา ลักษณะ และกลิ่น เหมือนกับโลกของเราทุกอย่าง

In this antiworld,

ในโลกตรงข้ามนี้

we may find antiwater,

พวกเราอาจพบกับ ตัวตรงข้ามของน้ำ

antigold,

ตัวตรงข้ามของทอง

and, for example,

และ ยกตัวอย่างเช่น

an antimarble.

ตัวตรงข้ามของหินอ่อน

Now imagine that a marble and an antimarble

เอาล่ะ ลองจินตนาการว่า หินอ่อนและตัวตรงข้ามหินอ่อน

are brought together.

ถูกนำเข้ามาอยู่ด้วยกัน

These two apparently solid objects

วัตถุของแข็งทั้งสองนี้

would completely disappear

จะหายไปโดยไร้ร่องรอย

into a big flash of energy,

ในการเปล่งพลังงานครั้งใหญ่

equivalent to an atomic bomb.

ซึ่งมีความรุนแรงเท่ากับระเบิดปรมณู

Because combining matter and antimatter

เพราะว่าการรวมกัน ของสสารและปฏิสสาร

would create so much energy,

จะก่อให้เกิดพลังงานมากมาย

science fiction is full of ideas

นิยายวิทยาศาสตร์จึงมีจินตนาการ

about harnessing the energy stored in antimatter,

ถึงการเก็บพลังงาน ที่ถูกสะสมไว้ในปฏิสสาร

for example, to fuel spaceships like Star Trek.

ยกตัวอย่างเช่น เพื่อเป็นเชื้อเพลงให้กับ ยานอวกาศ อย่างในเรื่องสตาร์ เทรค

After all, the energy content of antimatter

ไม่ว่าอย่างไรก็ดี พลังงานในปฏิสสาร

is a billion times higher than conventional fuel.

มีอยู่มากกว่าเชื้อเพลิงธรรมดา เป็นล้านล้านเท่า

The energy of one gram of antimatter would be enough

พลังงานของปฏิสสารหนึ่งกรัม จะมากพอ

for driving a car 1,000 times around the Earth,

กับการขับรถรอบโลก 1,000 รอบ

or to bring the space shuttle into orbit.

หรือส่งกระสวยอวกาศไปยังวงโคจรได้

So why don't we use antimatter for energy production?

แล้วทำไมเราถึงไม่ใช้ปฏิสสาร สำหรับการผลิตพลังงานล่ะ

Well, antimatter isn't just sitting around,

ปฏิสสารไม่ได้อยู่เฉย ๆ

ready for us to harvest.

เพื่อรอให้เราเอาไปใช้

We have to make antimatter

เราต้องสร้างปฏิสสารขึ้น

before we can combust antimatter,

ก่อนที่พวกเราจะสามารถ สันดาปปฏิสสารได้

and it takes a billion times more energy

และมันต้องใช้พลังงาน มากกว่าเป็นล้านล้านเท่า

to make antimatter

เพื่อที่จะสร้างปฏิสสารขึ้นมา

than you get back.

เมื่อเทียบกับสิ่งที่คุณได้กลับมา

But, what if there was some antimatter in outer space

แต่ว่า ถ้าหากมีปฏิสสารในอวกาศ

and we could dig it out one day

และเราสามารถนำมันมา

from an antiplanet somewhere.

จากดาวตรงข้ามสักแห่งล่ะ

A few decades ago, many scientists believed

สองสามทศวรรษก่อน นักวิทยาศาสตร์หลายรายเชื่อว่า

that this could actually be possible.

นั่นมันอาจเป็นไปได้

Today, observations have shown

วันนี้ การสังเกตแสดงให้เห็นว่า

that there is no significant amount of antimatter

มันไม่มีปฏิสสาร ในปริมาณที่มากอย่างมีนัยสำคัญ

anywhere in the visible universe,

ในที่ใด ๆ ในอวกาศที่เรารู้จัก

which is weird because, like we said before,

ซึ่งมันประหลาด เพราะว่า อย่างที่เราพูดก่อนหน้านี้

there should be just as much antimatter

มันควรที่จะมีปฏิสสาร

as there is matter in the universe.

ในปริมาณที่มากพอ ๆ กัน กับสสารที่มีอยู่ในเอกภพ

Since antiparticles and particles

เมื่อตัวตรงข้ามอนุภาคและอนุภาค

should exist in equal numbers,

ควรที่จะมีอยู่ในจำนวนเท่า ๆ กัน

this missing antimatter?

ปฏิสสารหายไปไหน

Now that is a real mystery.

นี่แหละ ที่เป็นปริศนาอย่างแท้จริง

To understand what might be happening,

เพื่อทำความเข้าใจว่ามันเกิดอะไรขึ้น

we must go back to the Big Bang.

เราจะต้องย้อนกลับไปยังตอนบิ๊ก แบง

In the instant the universe was created,

ในตอนที่เอกภพถูกสร้างขึ้น

a huge amount of energy was transformed into mass,

พลังงานปริมาณมหาศาล ถูกเปลี่ยนไปเป็นมวล

and our initial universe contained

และเอกภาพในตอนเริ่มแรกของเรา ประกอบไปด้วย

equal amounts of matter and antimatter.

สสารและปฏิสสารที่มีปริมาณทีเท่ากัน

But just a second later,

แต่เพียงไม่กี่วินาทีต่อมา

most matter and all of the antimatter

สสารและปฏิสสารส่วนใหญ่

had destroyed one another,

ได้เข้าหักล้างทำลายสิ่งตรงข้าม

producing an enormous amount of radiation

ทำให้เกิดการแผ่รังสีเป็นปริมาณมาก

that can still be observed today.

ที่ยังสามารถถูกสังเกตได้ในปัจจุบัน

Just about 100 millionths

เพียงแค่ 100 ในล้าน

of the original amount of matter stuck around

ของปริมาณสสารตั้งต้นยังคงอยู่

and no antimatter whatsoever.

และปฏิสสารไม่มีปรากฏอยู่เลย

"Now, wait!" you might say,

"แต่เดี่ยวก่อน" คุณอาจบอกว่า

"Why did all the antimatter disappear

"ทำไมปฏิสสารหายไปหมด

and only matter was left?"

และเหลือแต่สสารล่ะ"

It seems that we were somehow lucky

มันราวกับว่าเรานั้นโชคดี

that a tiny asymmetry exists

ที่ความไม่สมมาตรนั้น ปรากฎอยู่เพียงเล็กน้อย

between matter and antimatter.

ระหว่างสสารและปฏิสสาร

Otherwise, there would be no particles at all

มิเช่นนั้นแล้ว มันจะไม่มีอนุภาคอยู่เลย

anywhere in the universe

ไม่ว่าที่ใดในเอกภพ

and also no human beings.

และก็ไม่มีมนุษย์ด้วย

But what causes this asymmetry?

แต่อะไรล่ะที่ทำให้เกิดความไม่สมดุล

Experiments at CERN are trying to find out the reason

การทดลองที่ CERN กำลังพยายาม หาเหตุผล

why something exists

ว่าทำไมบางอย่างจึงปรากฏอยู่

and why we don't live in a universe

และทำไมเราจึงไม่อาศัยอยู่ในเอกภพ

filled with radiation only?

ที่มีแต่การแผ่รังสีเท่านั้น

But, so far, we just don't know the answer.

แต่ถึงตอนนี้ เราก็ยังไม่รู้คำตอบ