สัญญาณที่เร็วกว่าแสง

กฏหลายกฏของวิชาฟิสิกส์มีถ้อยแถลง ลักษณะสั่งห้ามคล้ายศีลในพุทธศาสนา เช่น เรามีกฏของวิชาความร้อนที่แถลงว่า เราไม่สามารถจะลดอุณหภูมิของสสารใด ๆ ให้ต่ำกว่า –273 องศาเซลเซียสได้ และไม่มีใครสามารถสร้างเครื่องจักรกล ที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ 100 % เต็มเป็นต้น หลักการที่สำคัญมากที่สุด หลักการหนึ่งของวิชากลศาสตร์ควอนตัม คือ เราไม่สามารถจะวัดตำแหน่งและความเร็ว ของอนุภาคใด ๆ พร้อมกันได้อย่างไม่ผิดพลาดเลย Einstein เองก็ได้ตั้งกฏห้ามข้อหนึ่งว่า ไม่มีอะไรเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแสง

กฏต่าง ๆ ที่ยกมาเป็นตัวอย่างนี้ แสดงให้เห็นและเข้าใจในความสามารถ ที่ต่ำต้อยของมนุษย์ว่า ในบางประเด็น มนุษย์ไม่มีโอกาสจะเอาชนะธรรมชาติได้เลย

แต่เมื่อต้นปี นี้ G.C. Hegerfeldt แห่งมหาวิทยาลัย Gottingen ในประเทศเยอรมนี ได้คำนวณพบว่า อะตอมสองอะตอมไม่ว่าจะอยู่ใกล้ – ไกลกันสักเพียงใดก็ตาม สามารถส่งสัญญาณติดต่อกัน ได้ด้วยความเร็วที่เร็วกว่าแสง

ในวารสาร Physical Review Letters ซึ่งเป็นวารสารที่สำคัญสุด ๆ ในยุทธจักรฟิสิกส์ประจำเดือนมกราคม Hegerfeldt ได้แสดงให้ทุกคนประจักษ์ในความ "ประหลาด" ของเหตุการณ์นั้น ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อดั้งเดิม และสามัญสำนึกอย่างสิ้นเชิง

ในอดีตเมื่อประมาณ 10 ปีมาแล้ว A.Aspect นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสได้เคยทดลอง ให้นักวิทยาศาสตร์ทุกคนเห็นอย่างชัดเจนว่า เวลาอะตอมปลดปล่อยอนุภาคแสง (photon) ออกมา 2 ตัว ให้อนุภาคทั้งสองนั้นพุ่งไปในทิศตรงกันข้าม อนุภาคแสงทั้งสองจะยังคงสภาพ เสมือนว่ามีสายสัมพันธ์โยงใยถึงกันตลอดไป ไม่ว่ามันจะอยู่ไกลถึงคนละขอบของจักรวาล ก็ตาม เพราะเวลา Aspect ทดลองวัดคุณสมบัติของอนุภาคแสงตัวหนึ่ง การวัดของเขามีผลกระทบ ต่ออนุภาคอีกตัวหนึ่งทันทีทันใด และความเร็วของการรบกวนนั้นพุ่งไป ด้วยความเร็วที่สูงกว่าแสง

นี่คือความจริงสำหรับอนุภาคแสง และสำหรับกรณีอะตอมสองตัวที่อยู่ห่างกัน Hegerfeldtได้คำนวณพบว่า เมื่ออะตอมตัวหนึ่งสลายตัว โดยการปลดปล่อยอนุภาคแสงออกมา อะตอมตัวที่สองซึ่งอยู่ห่างไกลออกไป มีโอกาสจะรับอนุภาคแสงนั้นไปอย่างทันทีทันใด หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งได้ว่า อะตอมตัวที่สอง "เห็น" เหตุการณ์เปลี่ยนแปลงในอะตอมตัวแรก ก่อนที่อนุภาคแสงจากตัวแรก จะเดินทางมาถึงมันเสียอีก

คำอธิบายของเหตุการณ์ "แปลกแต่จริง" เรื่องนี้มีว่า

ในโลกแห่งความเป็นจริงนั้น อนุภาคทุกตัว สสารทุกชนิดไม่เคยตกอยู่ในสภาพโดดเดี่ยว หรือเป็นอิสระแท้จริง โดยไม่แวะข้องยุ่งเกี่ยวกับสสารอื่นใดเลย ทั้งนี้เพราะสสารทุกชนิดมีคุณสมบัติเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค อะตอมซึ่งเป็นสสารชนิดหนึ่ง จึงสามารถแพร่กระจายคลื่นของมันไปได้ ทุกหนแห่งในจักรวาล โดยโอกาสการพบเห็นคลื่นของอะตอมตัวนั้น จะมากหรือจะน้อยก็ขึ้นกับระยะทาง เมื่อเป็นเช่นนี้ อะตอมทั้งสองถึงแม้จะอยู่ห่างกัน แต่ก็มีคลื่นสองคลื่นซ้อนเหลื่อมกัน ดังนั้นเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในอะตอมตัวที่หนึ่ง สถานการณ์ที่มันซ้อนทับกัน อยู่จะทำให้อะตอมตัวที่สอง "รู้สึก" ถึงการเปลี่ยนแปลงได้อย่างทันทีทันใด และ "ความรู้สึก" นี้สามารถเดินทางได้ด้วยความเร็วที่เร็วกว่าแสง

สัจจธรรมของเรื่องนี้มีว่า อนุภาคจะอยู่อย่างโดดเดี่ยวในจักรวาลไม่ได้ฉันใด คนเราจะอยู่คนเดียวในโลกก็ไม่ได้ฉันนั้น เราเป็นองค์ประกอบหนึ่งของสังคมรอบข้าง และสังคมรอบตัวเราก็เป็นองค์ประกอบของเรา ผลกระทบใด ๆ ที่เกิดขึ้นกับเรา สังคมรอบข้างจะรู้สึกและผลกระทบใด ๆ ที่เกิดขึ้นในสังคม เราก็รู้สึกเช่นกัน แต่ความรู้สึกนั้นอาจจะเดินทางด้วยความเร็วที่ช้ากว่าความเร็วแสงครับ

---

ที่มา : ดร.สุทัศน์ ยกส้าน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)