ในวงการของฟิสิกส์ ค่าคงที่โครงสร้างละเอียด (fine-structure constant) เป็นที่รู้จักกันในชื่อ ค่าคงที่ของซัมเมอร์เฟล (Sommerfeld's constant) โดยใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัวอักษร α สามารถคำนวณได้จากสมการ 4πε0ħcα = e2 ที่อยู่ในทฤษฎีที่อธิบายแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในปัจจุบันเรียกกันว่า quantum electrodynamics (QED) ซึ่งเป็นทฤษฎีควอนตัมที่อธิบายปรากฎการณ์ของอนุภาคมีประจุที่ระดับพลังงานสูง ค่าแอลฟาที่คำนวณได้ประมาณ 1/137 ซึ่งเป็นค่าที่สามารถใช้ได้ในทุกระบบหน่วย
ความเป็นมา
นักฟิสิกส์ที่ชื่อว่า อาร์โน ซัมเมอร์เฟล (Arnold Sommerfeld) ได้นิยามค่าคงที่นี้ขึ้นมาในปี ค.ศ. 1916 เนื่องจากเขาต้องการที่จะศึกษาเส้นสเป็คตรัมแสดงระดับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจน และเลข 137 นี้ได้ทำให้นักฟิสิกส์งุนงงมากว่า เหตุใดอัลฟาจึงมีค่าเท่ากับ 1/137 แม้แต่ Wolfgang Pauli นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1945 ก็ได้ครุ่นคิดและฝังใจกับเลข 137 มากจนถึงกับได้เอ่ยปากขอให้ได้สิ้นใจตายในห้องเลขที่ 137 ของโรงพยาบาลในเมือง Zurich ประเทศสวิตเซอร์แลนด์
ความสำคัญ
ค่าคงที่โครงสร้างละเอียดเป็นดัชนีบ่งบอกความแรงของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้เกิดอันตรกิริยากันระหว่างประจุ เช่น แรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอน หรือแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนกับอิเล็กตรอนเพราะอะตอมสามารถคงรูปได้ด้วยแรงไฟฟ้า ในวารสาร Physical Review Letters ฉบับวันที่ 27 สิงหาคม ค.ศ. 2001 นักดาราสาสตร์ชาวอเมริกัน อังกฤษและออสเตรเลียได้มีการนำเสนอรายงานว่า เมื่อ 10,000 ล้านปีก่อน ค่าคงที่โครงสร้างละเอียดมีค่าไม่เท่ากับในปัจจุบันวึ่งเป็นเรื่องที่สร้างความตื่นเต้นในวงการฟิสิกส์อย่างมาก ซึ่งถ้าหากค่าคงที่โครงสร้างละเอียดนี้มีค่าไม่คงที่และสามารถเปลี่ยนค่าได้จริง ธาตุต่างๆ อาจจะเกิดความไม่เสถียร ยกตัวอย่างเช่น ถ้าค่าคงที่โครงสร้างละเอียดมีค่าเท่ากับ 0.1 ไอโดรเจนจะไม่สามารถรวมตัวกับฮีเลียมได้เนื่องจากโปรตอนในนิวเคลียสจะเกิดการผลักกันอย่างรุนแรง หมายความว่า ดวงอาทิตย์ก็จะไม่สามารถคงสภาพอยู่ได้นั่นเอง
ในปัจจุบันยังไม่มีการศึกษาที่ยืนยันได้ว่าค่าคงที่โครงสร้างละเอียดสามารถเปลี่ยนแปลงค่าได้ซึ่งทำให้ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอสไตน์ยังคงมีความถูกต้องและสามารถใช้อธิบายปรากฎการณ์ต่างๆ
การนิยามเทียบกับค่าคงที่อื่นๆ
ค่าคงที่โครงสร้างละเอียดที่เขียนอยู่ในเทอมของ α มีค่าเทียบเท่ากับค่าคงที่พื้นฐานอื่นๆ ดังนี้
เมื่อ:
- e จำนวนประจุของอิเล็กตรอน
- π ค่าคงที่ Pi มีค่าประมาณ 3.14
- ħ = h/2π ค่าคงที่ของพลังค์แบบลดค่า
- c ความเร็วแสงในสูญญากาศ
- ε0 ค่าสภาพยินยอมในสูญญากาศ
- µ0 ค่าสภาพซาบซึมได้ในสูญญากาศ
- ke ค่าคงที่คูลอมบ์ ()
- RK ค่าคงที่ฟอน คลิทชิง ()
- Z0 ค่าการเหนี่ยวนำในสูญญากาศ ( หรือ impedance of free space)
ค่าคงที่โครงสร้างละเอียดในระบบอื่น
ในระบบหน่วย cgs หน่วยของประจุไฟฟ้าจะถูกนิยามโดยใช้ค่าคงที่ของคูลอมบ์ (ke) ดังนั้นค่าคงที่คงโครงสร้างละเอียดจะแสดงได้ดังสมการ
ในระบบ ซึ่งโดยปกติจะถูกใช้ในฟิสิกส์พลังงานสูง เมื่อ 1=ε0 = c = ħ = 1 ค่าของค่าคงที่โคร สร้างละเอียดจะแสดงได้เป็น
ระบบนี้การนิยามค่าของประจุอิเล็กตรอนจะมีค่าประมาณ e = √4πα ≈ 0.30282212
อ้างอิงจาก
Peskin, M.; Schroeder, D. (1995). An Introduction to Quantum Field Theory. . p. 125. ISBN .
http://www.electron.rmutphysics.com/science-news/index.php?option=com_content&task=view&id=2525&Itemid=4 2015-06-02 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
http://www.vcharkarn.com/vcafe/5851
https://th.wikibooks.org/wiki/%E0%B8%81%E0%B8%A5%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%AD%E0%B8%99%E0%B8%95%E0%B8%B1%E0%B8%A1:_%E0%B8%97%E0%B8%A4%E0%B8%A9%E0%B8%8E%E0%B8%B5%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%A3%E0%B8%9A%E0%B8%81%E0%B8%A7%E0%B8%99/%E0%B9%82%E0%B8%84%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B8%AA%E0%B8%A3%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%87%E0%B8%A5%E0%B8%B0%E0%B9%80%E0%B8%AD%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%94 เก็บถาวร 2019-04-14 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
http://topicstock.pantip.com/wahkor/topicstock/2009/07/X8073368/X8073368.html
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
inwngkarkhxngfisiks khakhngthiokhrngsranglaexiyd fine structure constant epnthiruckkninchux khakhngthikhxngsmemxrefl Sommerfeld s constant odyichsylksnaethndwytwxksr a samarthkhanwnidcaksmkar 4pe0ħca e2 thixyuinthvsdithixthibayaerngaemehlkiffa inpccubneriykknwa quantum electrodynamics QED sungepnthvsdikhwxntmthixthibayprakdkarnkhxngxnuphakhmipracuthiradbphlngngansung khaaexlfathikhanwnidpraman 1 137 sungepnkhathisamarthichidinthukrabbhnwykhwamepnmankfisiksthichuxwa xaron smemxrefl Arnold Sommerfeld idniyamkhakhngthinikhunmainpi kh s 1916 enuxngcakekhatxngkarthicasuksaesnsepkhtrmaesdngradbphlngngankhxngxatxmihodrecn aelaelkh 137 niidthaihnkfisiksngunngngmakwa ehtuidxlfacungmikhaethakb 1 137 aemaet Wolfgang Pauli nkfisiksrangwloneblsakhafisikspracapi 1945 kidkhrunkhidaelafngickbelkh 137 makcnthungkbidexypakkhxihidsinictayinhxngelkhthi 137 khxngorngphyabalinemuxng Zurich praethsswitesxraelndkhwamsakhykhakhngthiokhrngsranglaexiydepndchnibngbxkkhwamaerngkhxngaerngaemehlkiffathithaihekidxntrkiriyaknrahwangpracu echn aerngphlkrahwangxielktrxnkbxielktrxn hruxaerngdungdudrahwangoprtxnkbxielktrxnephraaxatxmsamarthkhngrupiddwyaerngiffa inwarsar Physical Review Letters chbbwnthi 27 singhakhm kh s 2001 nkdarasastrchawxemrikn xngkvsaelaxxsetreliyidmikarnaesnxraynganwa emux 10 000 lanpikxn khakhngthiokhrngsranglaexiydmikhaimethakbinpccubnwungepneruxngthisrangkhwamtunetninwngkarfisiksxyangmak sungthahakkhakhngthiokhrngsranglaexiydnimikhaimkhngthiaelasamarthepliynkhaidcring thatutang xaccaekidkhwamimesthiyr yktwxyangechn thakhakhngthiokhrngsranglaexiydmikhaethakb 0 1 ixodrecncaimsamarthrwmtwkbhieliymidenuxngcakoprtxninniwekhliyscaekidkarphlkknxyangrunaerng hmaykhwamwa dwngxathitykcaimsamarthkhngsphaphxyuidnnexng inpccubnyngimmikarsuksathiyunynidwakhakhngthiokhrngsranglaexiydsamarthepliynaeplngkhaidsungthaihthvsdismphththphaphkhxngixsitnyngkhngmikhwamthuktxngaelasamarthichxthibayprakdkarntangkarniyamethiybkbkhakhngthixunkhakhngthiokhrngsranglaexiydthiekhiynxyuinethxmkhxng a mikhaethiybethakbkhakhngthiphunthanxun dngni a 14pe0e2ℏc m04pe2cℏ kee2ℏc cm02RK e24pZ0ℏ displaystyle alpha frac 1 4 pi varepsilon 0 frac e 2 hbar c frac mu 0 4 pi frac e 2 c hbar frac k text e e 2 hbar c frac c mu 0 2R text K frac e 2 4 pi frac Z 0 hbar emux e canwnpracukhxngxielktrxn p khakhngthi Pi mikhapraman 3 14 ħ h 2p khakhngthikhxngphlngkhaebbldkha c khwamerwaesnginsuyyakas e0 khasphaphyinyxminsuyyakas µ0 khasphaphsabsumidinsuyyakas ke khakhngthikhulxmb RK khakhngthifxn khlithching Z0 khakarehniywnainsuyyakas hrux impedance of free space khakhngthiokhrngsranglaexiydinrabbxuninrabbhnwy cgs hnwykhxngpracuiffacathukniyamodyichkhakhngthikhxngkhulxmb ke dngnnkhakhngthikhngokhrngsranglaexiydcaaesdngiddngsmkar a e2ℏc displaystyle alpha frac e 2 hbar c inrabb sungodypkticathukichinfisiksphlngngansung emux 1 e0 c ħ 1 khakhxngkhakhngthiokhr sranglaexiydcaaesdngidepn a e24p displaystyle alpha frac e 2 4 pi rabbnikarniyamkhakhxngpracuxielktrxncamikhapraman e 4pa 0 30282212xangxingcakPeskin M Schroeder D 1995 An Introduction to Quantum Field Theory p 125 ISBN 0 201 50397 2 http www electron rmutphysics com science news index php option com content amp task view amp id 2525 amp Itemid 4 2015 06 02 thi ewyaebkaemchchin http www vcharkarn com vcafe 5851 https th wikibooks org wiki E0 B8 81 E0 B8 A5 E0 B8 A8 E0 B8 B2 E0 B8 AA E0 B8 95 E0 B8 A3 E0 B9 8C E0 B8 84 E0 B8 A7 E0 B8 AD E0 B8 99 E0 B8 95 E0 B8 B1 E0 B8 A1 E0 B8 97 E0 B8 A4 E0 B8 A9 E0 B8 8E E0 B8 B5 E0 B8 81 E0 B8 B2 E0 B8 A3 E0 B8 A3 E0 B8 9A E0 B8 81 E0 B8 A7 E0 B8 99 E0 B9 82 E0 B8 84 E0 B8 A3 E0 B8 87 E0 B8 AA E0 B8 A3 E0 B9 89 E0 B8 B2 E0 B8 87 E0 B8 A5 E0 B8 B0 E0 B9 80 E0 B8 AD E0 B8 B5 E0 B8 A2 E0 B8 94 ekbthawr 2019 04 14 thi ewyaebkaemchchin http topicstock pantip com wahkor topicstock 2009 07 X8073368 X8073368 html