ตอนผมเรียนฟิสิกส์ที่ไทย ผมเคยลงเรียนวิชา Relativity หรือทฤษฎีสัมพัทธภาพ และกลศาสตร์ควอนตัม ทั้งสองวิชาเป็นวิชาเลือก แต่ด้วยความหื่นกระหายใฝ่รู้ของตัวเอง ผมเลยลงเรียนเพื่อให้เห็นความสวยงามของฟิสิกส์ โดยไม่สนว่าจะได้เกรดบีบวกหรืออะไร พอผ่านมาเรื่อย ๆ เพื่อนสายทฤษฎีก็เรียนวิชาอื่น ๆ ที่ยากยิ่งขึ้นไปอีก เช่นทฤษฎีสนามเบื้องต้น จักรวาลวิทยา และทฤษฎีสมมาตรยิ่งยวด ด้วยความหื่นกระหายใฝ่รู้ของตัวเองอีกนั่นแหละ ผมจึงลงเรียนตามเพื่อนพวกนี้ โดยไม่สนอีกเช่นกันว่าจะไม่ได้เอ เพราะมีความเชื่อว่า ถ้ากูจะเอาเอช้วน ต่อให้วิชายากแค่ไหนกูก็ต้องทำได้สิวะ

แต่ด้วยความขี้เกียจเล็กน้อยถึงปานกลาง ผมจึงไม่เคยได้เอช้วนกับเขาสักที พอเห็นเพื่อน ๆ แชร์บนเฟซบุ๊กว่าตัวเองได้เอช้วนบ้างล่ะ ได้เกรดเฉลี่ยที่สวยกว่ากูบ้างล่ะ ผมก็จะแสดงความยินดีกับเพื่อนด้วยการกดปุ่มโกรธให้แม่งเลย

แต่มีอยู่วิชาหนึ่งที่ผมยังไม่เคยได้ย่างกรายลองเรียนเลยสักครั้ง คือ Relativistic Quantum Mechanics หรือกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพ ซึ่งเป็นลูกผสมระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีนี้สามารถนำไปอธิบายปรากฎการณ์ของอนุภาคเชิงควอนตัมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ๆ ได้

ไม่นึกเลยครับว่าผมจะได้ลองเรียนวิชานี้สักครั้งที่เซิร์น

ตลอดช่วงหนึ่งเดือนต่อจากนี้จะมี CERN Summer Student lectures ซึ่งเป็นซีรีส์การเรียนการสอนในหัวข้อต่าง ๆ ที่ครอบคลุมตั้งแต่ตัวเครื่องเร่งอนุภาคและอุปกรณ์ในตัว อุปกรณ์ในเครื่องตรวจจับอนุภาค รวมไปถึงทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์อนุภาคเช่นวันนี้ครับ

ก่อนอื่น เราต้องเข้าใจก่อนว่าอนุภาคมูลฐานขนาดเล็ก ๆ เช่นอิเล็กตรอนหรือควาร์กจะมีสมบัติทางควอนตัม เช่น สามารถเป็นได้ทั้งอนุภาคและคลื่น มีสถานะไม่แน่นอนจนกว่าเราจะวัดมัน และหากวัดตำแหน่งก่อนวัดความเร็วของอนุภาค ผลที่ได้จะไม่เหมือนกันกับการวัดความเร็วของอนุภาคก่อนตำแหน่งของมัน คุณสมบัติพวกนี้คือสมบัติทางควอนตัมที่เราไม่สามารถสังเกตได้ทันทีในชีวิตประจำวัน เช่นประโยคคลาสสิกของไอนสไตน์อันหนึ่งที่ว่า "ดวงจันทร์มันไม่ได้อยู่ที่นั่นหากเราไม่มองมันเหรอ" แต่กลศาสตร์ควอนตัมก็สามารถอธิบายปรากฎการณ์ต่าง ๆ เกี่ยวกับอนุภาคได้ เช่น ทำไมเราวัดสมบัติของอนุภาคบางอย่างแล้วมันไม่เหมือนกันทุกอัน

เมื่ออนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนเข้าใกล้ความเร็วแสง เราจะต้องเอาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษมาปรับใช้กับอนุภาคเหล่านั้นด้วย เพราะว่ายังไงเสียมันก็คืออนุภาคครับ มันจะต้องมีปรากฎการณ์ต่าง ๆ เพิ่มมาอีก หากเราใช้แค่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เราจะสามารถอธิบายได้ว่าทำไมอนุภาคมิวออนถึงสามารถมีเวลาพอจะเดินทางมาเล่นน้ำที่ผิวโลกได้ ทั้ง ๆ ที่เวลาสลายตัวของมึงมีไม่พอ แต่เมื่อเราเอามันมารวมกับกลศาสตร์ควอนตัม เราจะสามารถอธิบายอะไรหลาย ๆ อย่างเพิ่มมาได้อีก...

เอ่อ อะไรนะครับ ไม่ไหวแล้วเหรอครับ ได้ครับ พอก่อนก็ได้