ประวัติโดยละเอียดระบุว่าผู้ได้รับรางวัลโนเบล
มีพฤติกรรมดื้อดึงทำให้นักทดลองต้องล่าช้าจากการค้นพบปฏิสสารที่จะยืนยันทฤษฎีอันสง่างามของเขา แฟรงค์ โคลสอธิบาย
ชายแปลกหน้า: ชีวิตที่ซ่อนอยู่ของ Paul Dirac
เกรแฮม ฟาร์มเมโล
Faber & Faber: 2009. 560 ต่อ 22.50 9780571222780 | ไอ: 978-0-5712-2278-0
ในบรรดานักวิทยาศาสตร์ Paul Dirac ได้รับการยกย่องอย่างกว้างขวางว่าอยู่ในลีกเดียวกับ Albert Einstein ใน Westminster Abbey ของลอนดอน สมการบาร์นี้ของ Dirac ที่อธิบายพฤติกรรมควอนตัมของอิเล็กตรอนนั้นตั้งอยู่บนหิน แต่ในเมืองบ้านเกิดของเขาที่เมืองบริสตอล สหราชอาณาจักร ชื่อเสียงของเขาถูกบดบังด้วยชื่อเสียงของเพื่อนนักเรียนที่ Bishop Road School ชื่อ Archie Leach ซึ่งรู้จักกันดีในชื่อดาราภาพยนตร์ Cary Grant ในการขอเอกสารเกี่ยวกับ Dirac สำหรับหนังสือเล่มใหม่ของเขาจาก Bristol Record Office ผู้เขียน Graham Farmelo ได้รับคำตอบว่า “ใคร”
Paul Dirac ทำนายการมีอยู่ของสารต้านอิเล็กตรอน แต่ก็ไม่ได้ส่งเสริมให้คนอื่นตามล่าหาอิเล็กตรอนเพียงเล็กน้อย เครดิต: BETTMANN/CORBIS
นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr อธิบายว่า Dirac เป็น “ผู้ชายที่แปลกประหลาดที่สุด” การตอบสนองแบบพยางค์เดียวและคำพูดซ้ำซากของเขาถือเป็นตำนาน หกปีก่อนที่เพื่อนร่วมงานที่สนิทสนมจะรู้จักชื่อย่อของ P.A.M. Dirac เมื่อเขาคิดสมการของกลศาสตร์ควอนตัม ไปรษณียบัตรประจำสัปดาห์ก็พูดว่า “ไม่ต้องรายงานมาก” หลังจากแก้ไขปัญหาที่มีมายาวนานหลายทศวรรษด้วยการสร้างสถิติ Fermi–Dirac ในปีนั้น ข่าวอีกครั้งคือ: “ไม่ค่อยมีอะไรให้รายงาน” เมื่อเขามาถึงสมการควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพที่อธิบายอิเล็กตรอน เขาไม่ได้ส่งโปสการ์ดด้วยซ้ำ แม้แต่เพื่อนร่วมงานของเขาก็ไม่รู้ตัว
ในชีวประวัติที่เขียนอย่างวิจิตรบรรจงนี้ งานวิจัยที่พิถีพิถันของ Farmelo ให้ความกระจ่างอย่างมากเกี่ยวกับบุคลิกภาพของ Dirac และสถานการณ์เบื้องหลัง สมาชิกในครอบครัวของ Dirac หลายคนมีอาการซึมเศร้าเฉียบพลัน โดยมีคนฆ่าตัวตาย 6 คนภายในหนึ่งศตวรรษ รวมทั้งพี่ชายของเขาด้วย พ่อของเขาเย็นชาและเผด็จการ แม่ของเขาพูดเกินจริง การบรรยายพฤติกรรมอันแสนเจ็บปวดของเธอในพิธีมอบรางวัลโนเบล การประหัตประหารนักข่าวและเจ้าหน้าที่ในนามของลูกชายที่เคารพบูชาของเธอ ถือเป็นความบันเทิงล้วนๆ Dirac หมกมุ่นอยู่กับวิชาคณิตศาสตร์
ปัญญาที่ได้รับก็คือ ในการสร้างสมการของอิเล็กตรอน Dirac ‘ค้นพบ’ แนวความคิดของปฏิสสารในปี 1928 และสี่ปีต่อมา การค้นพบโพซิตรอนของคาร์ล แอนเดอร์สันในรังสีคอสมิกได้ยืนยันแนวคิดของ Dirac แต่ในบัญชีของ Farmelo ความเป็นจริงค่อนข้างแตกต่าง
สมการอิเล็กตรอนของ Dirac ซึ่งนักฟิสิกส์
Frank Wilczek ประกาศว่า “สวยงามจนน่าปวดหัว” ได้บรรยายถึงการหมุนของอิเล็กตรอน และทำให้เกิดความรู้สึกเมื่อผู้คนเริ่มเข้าใจโครงสร้างที่ผิดปกติของมัน อย่างไรก็ตาม มันมีวิธีแก้ปัญหาที่ทำให้งงซึ่งอิเล็กตรอนมีพลังงานเชิงลบ Dirac เสนอว่าสุญญากาศนั้นเต็มไปด้วยทะเลอิเล็กตรอนพลังงานลบ รูใดๆ ในสุญญากาศนี้จะปรากฏเป็นอนุภาคพลังงานบวกที่มีประจุบวก ตอนแรกเขาคิดว่าอนุภาคนี้คือโปรตอน จนกระทั่ง J. Robert Oppenheimer ชี้ให้เห็นว่าถ้าเป็นเช่นนั้น อิเล็กตรอนและโปรตอนสามารถทำลายกันและกันและสสารจะไม่เสถียร โวล์ฟกัง เพาลีเองก็มีความสงสัยพอๆ กัน โดยตั้งข้อสังเกตว่าใครก็ตามที่สร้างทฤษฎีของสสารควรนำทฤษฎีนี้ไปใช้กับอะตอมของร่างกายของตนเองก่อน เปาลีได้พิสูจน์ต่อไปว่าอนุภาคบวกต้องมีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน ซึ่งน่ากังวลเพราะผู้ทดลองไม่พบอนุภาคดังกล่าว เมื่อการอภิปรายไม่ได้รับการแก้ไข หลายคนเริ่มสงสัยว่าสมการของ Dirac อาจผิดหรือไม่
ในปีพ.ศ. 2474 Dirac ได้อ้างถึง ‘สารต้านอิเล็กตรอน’ เป็นครั้งแรก โดยตั้งข้อสังเกตว่าไม่สามารถเกิดขึ้นในธรรมชาติได้ เนื่องจากอิเล็กตรอนที่มีอยู่ทุกหนทุกแห่งถูกทำลายในทันที แม้ว่าเขาจะแสดงความคิดเห็นว่ามันสามารถทำได้ชั่วคราวในการทดลอง แต่เขามีความรอบคอบอย่างน่าประหลาดใจ กังวลกับความยากลำบากในการตรวจจับมากกว่าการมีอยู่ของมันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เขาไม่ได้เสนอแนะว่าผู้ทดลองจะสร้างมันขึ้นมาได้อย่างไร หรือรู้จักมัน เขาเดินทางไปอเมริกาในปลายปีนั้นเมื่อ Robert Millikan บรรยายที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร โดยแสดงภาพของ Anderson ที่เป็นรอยทางอนุภาคจากรังสีคอสมิก รวมถึงบางภาพที่ดูเหมือนอิเล็กตรอนแต่โค้งผิดทาง สนามแม่เหล็ก. ไม่มีใครเชื่อมโยงเส้นทางเหล่านี้กับหลุมของ Dirac
ภายในปี 1932 หลุมเหล่านี้กลายเป็นเรื่องตลก ในการประชุมที่โคเปนเฮเกน เมื่อบอร์หมดความอดทนและเผชิญหน้ากับ Dirac ว่า: “คุณเชื่อเรื่องทั้งหมดนั้นไหม” เขาตอบเพียงว่า “ฉันไม่คิดว่าจะมีใครโต้แย้งสรุปเกี่ยวกับเรื่องนี้” ดูเหมือนว่า Dirac จะไม่มุ่งมั่นในการต่อต้านอิเล็กตรอนอีกต่อไป Farmelo กล่าวว่าการไม่มีอนุภาคคือ “ทำให้ขวัญกำลังใจของเขาหมดลง” เขายังบอกแวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กว่าเขาเลิกเชื่อในเรื่องนี้แล้ว
เมื่อวันที่ 2 สิงหาคม พ.ศ. 2475 แอนเดอร์สันพบเส้นทางอนุภาคเดี่ยวที่ชัดเจนเป็นครั้งแรก ซึ่งปัจจุบันได้รับการยกย่องในหนังสือเรียนว่าเป็น “การค้นพบโพซิตรอน” อย่างไรก็ตาม การตระหนักรู้นี้ยังห่างไกลจากความชัดเจน ในชุดของโอกาสที่พลาดไปไม่มีใครดูเหมือนab
credit : mysweetdreaminghome.com sweetwaterburke.com jimmiessweettreats.com stephysweetbakes.com tenaciouslysweet.com
