ฟิสิกส์อนุภาคและฟิสิกส์ดาราศาสตร์เป็นหนึ่งในแขนงของฟิสิกส์ทฤษฎีที่มีความน่าสนใจ แต่ยังถูกมองว่าเป็นเรื่องยากที่จะทำความเข้าใจ จึงจำเป็นต้องมีแอปพลิเคชันให้ความรู้ที่รวบรวมสื่อการสอนหลายรูปแบบไว้ในแอปพลิเคชันเดียวกัน เช่น วีดิทัศน์ เกม และสถานการณ์จำลอง

ภาพ 1 หน้าเว็บไซต์ Quantum to COSMOS

     Quantum to COSMOS เป็นสื่อการสอนที่เผยแพร่อยู่ในเว็บไซต์ของ Perimeter Institute (PI) เข้าถึงได้ผ่าน https://quantumtocosmos.ca เป็นเว็บไซต์ศูนย์กลางของชุมชนนักฟิสิกส์ทฤษฎีจากทั่วโลกที่เน้นการวิจัย การฝึกอบรม และการสร้างเครือข่ายเกี่ยวกับฟิสิกส์ทฤษฎี โดยมีแนวทางวิจัยครอบคลุมทุกสิ่งบนจักรวาล ไม่ว่าจะเป็นอวกาศ เวลา สสาร หรือการไขข้อสงสัยเกี่ยวกับความลับของจักรวาล ซึ่งแบ่งออกเป็น 9 หัวข้อ ได้แก่ Particle Physics, Quantum Fields and Strings, Quantum Gravity, Quantum Foundations, Quantum Information, Mathematical Physics, Cosmology, Strong Gravity และ Condensed Matter

     สื่อ Quantum to COSMOS ประกอบด้วย วิธีการใช้งาน และฟังก์ชันที่น่าสนใจ ดังนี้

ภาพ 2 ส่วนประกอบของ Quantum to COSMOS

     การเลือกโหมด สามารถเลือกได้ที่มุมซ้ายบนประกอบไปด้วย 3 โหมด ได้แก่ Interactive Mode, Scale Mode และ Distance Mode

     1. Interactive โหมดการมีปฏิสัมพันธ์ เน้นการมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้งาน โดยมีทั้งการจำลองเสมือนจริงและเกมซึ่งสามารถกระตุ้นความสนใจและความจำของนักเรียนได้ เช่น the LIGO Detector Simulation, Quantum Corridor Game, Interactive Control of the Event Horizon Telescope, Take a Selfie

ภาพ 3 Mode ของ Quantum to COSMOS

     2. Scale โหมดขนาด เลือกจากขนาดของสิ่งที่เราสนใจ เช่น Planck Length ความยาวของพลังค์เป็นขนาดที่สั้นที่สุดในธรรมชาติ Quark อนุภาคมูลฐานและเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของสสาร Neutrino อนุภาคผีที่สามารถเดินทางทะลุสสารหรือจักรวาลได้ Higgs Boson อนุภาคก่อมวล WIMPs อนุภาคมวลเยอะที่ไม่ค่อยมีปฏิสัมพันธ์กับใคร คาดว่าเป็นองค์ประกอบของสสารมืด Quantum Dots สสารประเภทหนึ่งที่มีขนาดในระดับนาโนเมตรที่มีอะตอมจำนวนมากมารวมกัน Tardigrade หมีน้ำ สัตว์ที่มีความแข็งแกร่งที่สุดในโลก ทนทานทรหดในทุกสภาวะ Schrodinger’s Cat การทดลองทางความคิดเพื่อใช้อธิบายหลักกลศาสตร์ควอนตัมฟิสิกส์ Large Hadron Collider (LHC) เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่เซิร์น Oort Cloud เมฆออร์ต ชั้นทรงกลมของกลุ่มก้อนน้ำแข็งปนหินที่อยู่โดยรอบระบบสุริยะ และ Size of the Observable Universe เอกภพที่นักฟิสิกส์สามารถวัดขนาดได้ เส้นผ่านศูนย์กลาง 93,000 ล้านปีแสง

     3. Distance โหมดระยะทาง เลือกจากระยะห่างของสิ่งที่เราสนใจ เช่น Longest Distance Entanglement นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดการเกิดปรากฏการณ์พัวพันของโฟตอนสองอนุภาคห่างกัน 1,200 กิโลเมตร Distance to LISA Pathfinder in Orbit วงโคจรของยานอวกาศ LISA ห่างจากโลก 1.5 ล้านกิโลเมตร และ Closest Gamma Ray Burst การระเบิดของรังสีแกมมาที่ใกล้ที่สุด มีค่าประมาณ 200 ล้านปีแสงจากโลก

มาจาก: https://www.stevens.edu/news/igor-pikovski-sloan-grant-quantum-gravity

ดาวน์โหลดแบบฝึกหัดสำหรับนักเรียนได้จาก

ภาพ 15 แบบฝึกหัดสำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษา
https://perimeterinstitute.ca/sites/default/files/Quantum_to_Cosmos_Elementary_EN-FR.pdf

ภาพ 16 แบบฝึกหัดสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษา
https://perimeterinstitute.ca/sites/default/files/Quantum_to_Cosmos_High_School_Scavenger_Hunt-EN.pdf

     นอกจากสื่อ Quantum to Cosmos แล้ว Perimeter Institute ได้เผยแพร่สื่อและแหล่งเรียนรู้อื่น ๆ เกี่ยวกับฟิสิกส์ทฤษฎีที่น่าสนใจอีกหลายทฤษฎีในระดับประถมและมัธยม และยังเป็นแหล่งเรียนรู้ที่เน้นกิจกรรมแบบลงมือปฏิบัติ นอกจากนี้ ยังมีแนวทางการสอนแบบสาธิต โปสเตอร์ สื่อยูทูบ พอดแคสต์ หรือเวิร์กชอปสำหรับครูและนักเรียน ในระดับบัณฑิตและหลังบัณฑิตศึกษา จะเป็นโมดูลการเรียนรู้ในระดับเนื้อหาที่ลึกขึ้น เช่น เรื่อง Numerical Methods, Path Integrals, Symmetries และ Quantum Information สามารถเข้าถึงได้ผ่าน https://perimeterinstitute.ca/resources-learning-and-teaching-physics

     สื่อการสอนนี้เป็นสื่อที่ได้จากกิจกรรมเวิร์กชอปของ Perimeter Institute ในระหว่างการเข้าร่วมโครงการครูวิทยาศาสตร์ภาคฤดูร้อนเซิร์น ปี 2566 (CERN - International High School Teacher Programme 2023) ผู้เขียนได้ลองนำมาใช้จริงแล้ว เห็นถึงประโยชน์จึงขอเผยแพร่ให้กับผู้อ่านต่อไป และขอขอบคุณทางโครงการและคณะกรรมการไทยเซิร์นเป็นอย่างสูงที่มอบโอกาสให้ผู้เขียนได้มีโอกาสเข้าร่วมกิจกรรมที่น่าสนใจและมีประโยชน์นี้

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ปีที่ 52 ฉบับที่ 249 กรกฎาคม – สิงหาคม 2567

ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://emagazine.ipst.ac.th/249/24/

บรรณานุกรม

National Geographic. (2566, 17 สิงหาคม). คลื่นความโน้มถ่วง สิ่งที่ทำให้จักรวาลสั่นกระเพื่อม. National Geographic ฉบับภาษาไทย. สืบค้นเมื่อ 1 มิถุนายน 2567, จาก https://ngthai.com/science/50665/.

Quantum to COSMOS. Retrieved June 1, 2024, from https://quantumtocosmos.ca.

ธนกร อังค์วัฒนะ. (ม.ป.ป.). LIGO ยืนยันตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงจากดาวนิวตรอนชนกัน. Narit. สืบค้นเมื่อ 1 มิถุนายน 2567, จาก https://www.narit.or.th/index.php/astronomy-news/776-4171-ligo-article.