บทเรียนออนไลน์
เรื่อง ฟิสิกส์อนุภาค และ เซิร์นกับงานวิจัย

2.4 การค้นพบซีโบซอนและดับเบิลยูโบซอน

                ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 หลังจากที่นักฟิสิกส์ได้พบว่า ธาตุบางชนิดที่มีนิวเคลียสที่ไม่เสถียร จะเกิดการสลายพร้อมการปล่อยรังสีออกมา โดยรังสีส่วนใหญ่มี 3 ชนิด ได้แก่ รังสีแอลฟา  บีตา  และ แกมมา นักฟิสิกส์ได้พยายามอธิบายธรรมชาติของแรงที่เกี่ยวข้องกับการสลายดังกล่าว โดยในปี ค.ศ. 1933 แฟร์มี (Enrico Fermi) นักฟิสิกส์ชาวอีตาลี ได้เสนอว่า การสลายให้รังสีบีตา มีแรงชนิดหนึ่งเข้ามาเกี่ยวข้อง โดยเขาได้เรียกชื่อแรงนี้ว่า แรงอ่อน (weak force) เนื่องจากเป็นแรงที่มีความเข้มของแรง (strength) น้อยกว่า แรงแม่เหล็กไฟฟ้า และ น้อยกว่าแรงที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคในนิวเคลียสมาก  แต่ข้อเสนอของแฟร์มียังมีข้อขัดแย้งบางอย่างกับผลที่ได้จากการทดลอง 

               จนกระทั่ง ในช่วงปี ค.ศ. 1961 - 1970 นักฟิสิกส์ 3 คน ได้แก่ กลาโชว์ (Sheldon Glashow)  ไวน์เบิร์ก (Steven Weinberg)  และ  ซาลาม (Abdus Salam)  ได้ร่วมกันพัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับแรงอ่อน โดยเสนอว่า แรงอ่อนที่ทำให้เกิดการสลายให้รังสีบีตา มีอนุภาคสื่อแรง (force carrier) ที่อนุภาคต่าง ๆ ในนิวเคลียสแลกเปลี่ยนไปมา ส่งผลให้เกิดแรงกระทำและนำไปสู่การสลายให้รังสีบีตา อนุภาคสื่อแรงของแรงอ่อนที่พวกเขานำเสนอ ได้แก่ อนุภาคดับเบิลยูโบซอนบวก (W+) ดับเบิลยูโบซอนลบ (W-) และซีโบซอน (Z0) ซึ่งแนวคิดนี้ ได้ประสบความสำเร็จในการอธิบายผลการทดลองต่าง ๆ เป็นอย่างดี แต่อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ยังไม่แน่ใจถึงการมีอยู่ของอนุภาคทั้งสามเพราะในช่วงเวลานั้น ยังไม่มีการทดลองใด สามารถยืนยันได้ว่า มีอนุภาคทั้งสามอยู่จริง

                และในที่สุด ในปี ค.ศ. 1983 การทดลองการชนกันของลำอนุภาคโปรตอนและแอนติโปรตอน (ปฏิยานุภาคของโปรตอน) ที่เซิร์น ได้นำไปสู่การค้นพบอนุภาคสื่อแรงของแรงอ่อนทั้ง 3 อนุภาค เป็นผลให้ รุบเบีย (Carlo Rubbia) และ  ฟัน เดอร์ เมร์ (Simon van der Meer) สองนักฟิสิกส์ที่เซิร์น ผู้เป็นแกนหลักในการทำการทดลองจนค้นพบอนุภาคสื่อแรงของแรงอ่อนได้รับรางวัลโนเบลในปี ค.ศ. 1984