Thai Journal of Physics

Classical Descriptions of Spin-2 Fields

Daniel Abramson — 2025-06-28

In quantum theory, the photon and graviton are colloquially referred to as having spin ℏ and 2ℏ, respectively.¹ Spin is associated with properties of the electromagnetic and gravitational fields related to their angular momentum or the way they transform under rotations. We review some of these properties and establish connections among them that explain the terms “spin 1” and “spin 2”. In particular, we show how helicity (a measure of how waves transform under rotations) is related to the eigentensors of Dirac’s infinitesimal rotation operator. We also examine systems emitting gravitational radiation to analyze the angular distribution of energy and angular momentum in circularly polarized plane waves and gain insight into the spin-2 nature of the gravitational field.

Keywords: Gravitational radiation, Angular momentum, Spin, Helicity

คลื่นความโน้มถ่วงพื้นหลังจากเอกภพยุคเริ่มแรก

Peera Simakachorn — 2025-07-27

ภายในวินาทีแรก เอกภพของเราวิวัฒน์ในสถานะพลังงานสูง ตั้งแต่การพองตัวเริ่มแรกของเอกภพ (Primordial inflation) ที่มีสเกลพลังงาน 10¹⁶ GeV จนถึงการสังเคราะห์นิวเคลียสของอะตอมในจักรวาล (Big Bang nucleosynthesis) ที่มีสเกลพลังงาน 10^-3 GeV การศึกษาเอกภพยุคเริ่มแรกถือเป็นการก้าวข้ามพรมแดนความรู้ด้านฟิสิกส์ทฤษฎีและฟิสิกส์อนุภาครวมถึงจักรวาลวิทยาที่ช่วยให้เราเข้าถึงความจริงของธรรมชาติได้ลึกซึ้งมากยิ่งขึ้น เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่อ่อนที่สุดในแรงพื้นฐานทั้งสี่ สัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงพื้นหลัง (Gravitational-wave background) ที่ถูกสร้างขึ้นในจักรวาลยุคเริ่มแรกนี้สามารถบันทึกข้อมูล ณ ห้วงเวลานั้น และส่งผ่านมันมายังเวลาปัจจุบันได้ คลื่นความโน้มถ่วงพื้นหลังจึงสามารถช่วยให้เราศึกษาเอกภพและฟิสิกส์ที่พลังงานสูงมากได้ นอกจากนี้ไม่มีการสังเกตการณ์ทางธรรมชาติหรือการทดลองอื่นใด เช่น การศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ การศึกษารังสีไมโครเวฟพื้นหลัง และการทดลองด้วยเครื่องเร่งอนุภาค ที่จะสามารถศึกษาฟิสิกส์ที่พลังงานสูงทัดเทียมกับฟิสิกส์ที่เราเรียนรู้ได้จากคลื่นความโน้มถ่วง บทความนี้ได้สรุปความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงพื้นหลัง สิ่งที่เราสามารถเรียนรู้ได้จากมัน มากไปกว่านั้นเราได้จำแนกระบบทางฟิสิกส์หลัก ๆ ในเอกภพยุคเริ่มแรกที่เป็นต้นกำเนิดของสัญญาณเหล่านี้ รวมถึงการทดลองที่มีอยู่และที่จะเกิดขึ้นในอนาคต

คำสำคัญ: เอกภพยุคเริ่มแรก, คลื่นความโน้มถ่วงพื้นหลัง, ฟิสิกส์พลังงานสูง, จักรวาลวิทยา

ศาสตราจารย์ ดร. รัตติกร ยิ้มนิรัญ (๒๕๑๒-๒๕๖๘) ผู้สร้างคุณค่าให้แก่องค์กร เครือข่าย และผู้คนในแวดวงวิทยาศาสตร์

ศาสตราจารย์ ดร. สุพล อนันตา — 2025-08-26

ศาสตราจารย์ ดร. รัตติกร ยิ้มนิรัญ เกิดเมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2512 จังหวัดชัยภูมิ สอบแข่งขันเข้าเป็นนักเรียนทุนรุ่นแรกในโครงการพัฒนาและส่งเสริม ผู้มีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี พสวท. (DPST) ที่จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2527 เพื่อสร้างนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยชั้นแนวหน้า โดยให้ทุนการศึกษาแก่ผู้ที่มีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีตั้งแต่ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายจนถึงระดับปริญญาเอกให้ได้ศึกษาต่อทั้งในประเทศและต่างประเทศอย่างเต็มศักยภาพ พร้อมทั้งส่งเสริมและสนับสนุนให้เกิดการศึกษาค้นคว้า การทำวิจัย การประดิษฐ์คิดค้นและการเผยแพร่ผลงานทางวิชาการที่เป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาประเทศ สิบหกปีที่รับทุน ท่านได้สั่งสมบ่มเพาะทักษะและประสบการณ์ในเส้นทาง สายวิทยาศาสตร์ผ่านมัธยมปลายที่ศูนย์โรงเรียนแก่นนครวิทยาลัย จังหวัดขอนแก่น ปริญญาตรีสาขาฟิสิกส์ ที่มหาวิทยาลัยขอนแก่น (มข.) โดยท่านได้รับคัดเลือกให้เป็นศิษย์เก่าดีเด่น มข. ประจำปี พ.ศ. 2564 ปริญญาโทสาขาฟิสิกส์ ที่มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ (มช.) โดยมีท่านศาสตราจารย์เกียรติคุณ ดร. ทวี ตันฆศิริ ปูชนียบุคคลระดับตำนานของวงการฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ประเทศไทย เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ ปริญญาโทสาขาฟิสิกส์อีกหนึ่งใบ จาก University of Tennessee และปริญญาเอกสาขา Materials Science and Engineering จาก The Pennsylvania State University โดยมีท่าน Prof. Dr. R.E. Newnham ปูชนียบุคคลระดับตำนานของวงการ Composite materials for electronic applications ประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ ชีวิตและผลงานของท่านสามารถนำมาใช้ในการประเมินความสำเร็จของโครงการ พสวท. ตามที่ได้เคยเขียนเป้าหมายกันเอาไว้เมื่อประมาณ 40 ปีก่อน ได้เป็นอย่างดี โดยในช่วงบั้นปลายของชีวิต ท่านได้รับคัดเลือกเข้าสู่หอเกียรติยศ พสวท. “DPST Hall of Fame” ประจำปี พ.ศ. 2563 และยังได้มีโอกาสร่วมแบ่งปันประสบการณ์แก่บรรดานักเรียนทุน พสวท. ทั้งในช่วง Exclusive talk ก่อนวันงาน และในวันงานครบรอบ 40 ปี ทุน พสวท. (ปี พ.ศ. 2567)