CERN

โดย bangsai เมื่อ 17 เมษายน 2011 เวลา 0:21 ในหมวดหมู่ ไม่ได้จัดหมวดหมู่ #
อ่าน: 1725

คืนนั้นดูทีวี ผมสนใจที่วิทยากรท่านหนึ่งพูดถึงพระพุทธเจ้าค้นพบการบรรลุความจริงที่หลุดพ้น ซึ่งเป็นเรื่องที่เล็กที่สุดที่อยู่ภายในตัวของเราที่เรียกจิต วิทยากรท่านนี้กล่าวต่อว่า นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งก็สนใจเรื่องที่เล็กที่สุดที่มนุษย์ไม่เคยเข้าใจมาก่อน และร่วมกันตั้ง CERN เพื่อศึกษาเรื่องนี้ ผมเคยได้ยินมาบ้างเกี่ยวกับ CERN แต่ไม่สะดุดใจเท่ากับคืนนั้น จึงไปไปค้นจนได้เรื่องราวของ CERN มา ขออนุญาตเจ้าของเรื่องคัดมานะครับ…..

———————-

ข่าวใหญ่ของวงการวิทยาศาสตร์หนีไม่พ้นการเริ่มเดิน เครื่อง “ลาร์จ แฮดรอน คอไลเดอร์” (Large Hadron Collider หรือ LHC) โครงการทดลองฟิสิกส์ขนาดยักษ์สังกัดสถาบันวิจัยนิวเคลียร์แห่งสหภาพยุโรปที่ มีนักวิทยาศาสตร์เข้าร่วมทดลองกว่า 8 พันคนจากกว่า 85 ประเทศ

LHC คือเครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและเร่งอนุภาคให้มีพลังงานสูงที่ โดยมีจุดมุ่งหมายคือยิงโปรตอนเข้ามาชนกันด้วยพลังงานสูงยิ่งยวดแล้วดูว่าจะ เกิดอะไรขึ้น ทำไมต้องเร่งอนุภาค แล้วจะเร่งไปไหน


หากเราอยากจะรู้ว่าข้างในหินประกอบไปด้วยแร่อะไร ก็ทุบให้แตกแล้วเก็บเศษมาวิเคราะห์ ถ้าเราอยากรู้ว่าข้างในอนุภาคที่ประกอบเป็นธาตุต่างๆ เช่น โปรตอน นิวตรอน (สองอย่างนี้เรียกรวมกันว่า “แฮดรอน “) ประกอบไปด้วยองค์ประกอบย่อยอะไรบ้าง เราก็ต้องหาทางทำให้อนุภาคนั้นแตกออก แต่โปรตอนมีขนาดเล็กถึงหนึ่งส่วนพันล้านล้านเมตร และมวลเพียงหนึ่งส่วนพันล้านล้านล้านล้านกิโลกรัม

ทางที่เป็นไปได้ก็คือ “ซิ่ง”โปรตอนเข้าไปชนอะไรสักอย่างด้วยความเร็วสูงจนโปรตอนแตกเป็นเสี่ยงๆ แล้วใช้เครื่องตรวจจับอนุภาคคอยจับตามองว่ามี “เศษอนุภาคมูลฐาน” อะไรหลุดออกมาบ้าง การ “ซิ่ง” โปรตอนนี้เองที่เรียกว่าการเร่งอนุภาค การเร่งอนุภาคนี้เมื่อ 40 ปีที่แล้วทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบ “ควาร์ก” ซึ่งเป็นส่วนประกอบย่อยของโปรตอนและนิวตรอนใน ทุกๆ อะตอมที่เรารู้จัก เมื่อนักฟิสิกส์เห็นทางแล้วว่าสามารถศึกษาองค์ประกอบของสสารและความสัมพันธ์ ระหว่างองค์ประกอบแต่ละอย่างได้ด้วยการเร่งอนุภาค ก็มีการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่สามารถ “ซิ่ง” โปรตรอนหรือนิวเคลียสของอะตอมให้มีพลังงานสูงมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง

รถแข่ง หากจะให้แล่นได้เร็วมากๆ ก็ต้องมีทางวิ่งยาวๆ ให้เร่งความเร็วขึ้นไปเรื่อยๆ ทางที่ดีก็ให้วิ่งเป็นวงกลมจะได้ประหยัดเนื้อที่ เมื่ออนุภาคถูกเร่งจนมีพลังงานสูงก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเกือบเท่า ความเร็วแสง จึงต้องมีลู่วิ่งเป็นวงกลมใหญ่ๆ ในกรณีของ LHC ทางวิ่งของโปรตอนนี้เป็นวงกลมที่เส้นรอบวงยาว 27 กิโลเมตร ฝังอยู่ใต้ดินตามแนวพรมแดนฝรั่งเศส-สวิสเซอร์แลนด์


การทดลองที่ LHC นี้ไม่ได้หวังแค่เพียงว่าโปรตอนจะแตกออกแล้วศึกษาว่ามีอะไรอยู่ภายใน แต่ต้องการให้ลำโปรตอนนำพลังงานจำนวนมากมาอัดเข้าด้วยกันในพื้นที่เล็กๆ เพื่อสร้างมวลขึ้นมาจากพลังงานตามสมการ E = mc^2 ของไอน์สไตน์ ซึ่งบอกเราว่าหากนำมวล m มาสลายจะได้พลังงาน mc^2 และในทางกลับกันหากนำพลังงาน mc^2 มาอัดเข้าด้วยกันก็จะสร้างมวล m ขึ้นมาได้

นั่นคือมวลกับพลังงานนั้นเป็นสิ่งเดียวกันสามารถแปรสภาพกลับไปกลับมาได้ ตรงนี้เองครับที่ทำให้ LHC เป็นการทดลองที่น่าสนใจ เพราะจะมีอนุภาคมูลฐานใหม่เกิดขึ้นมากมาย อนุภาคเหล่านี้ไม่ใช่ธาตุที่เรารู้จักนะครับ แต่เป็นอนุภาคระดับย่อยลงไปกว่านั้นอีก

เราต้องเข้าใจความสัมพันธ์ของสสารในระดับย่อยที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อจะ ได้นำมาอธิบายปรากฏการณ์ในระดับใหญ่ขึ้น อนุภาคที่เกิดใหม่เหล่านี้ไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ด้วยวิธีอื่น และเมื่อเกิดขึ้นก็จะคงอยู่เพียงชั่วขณะเพราะอนุภาคที่เกิดขึ้นจะเกิดมา พร้อม “คู่แฝด” หรือปฏิสสาร (Antiparticle) ซึ่งเมื่อมาเจอกันแล้วก็จะหักล้างกันหายไปทั้งคู่ทันที ดังนั้นในช่วงเวลาสั้นๆ ที่อนุภาคเกิดขึ้นจากการชนกันของโปรตอนนักฟิสิกส์ก็จะเก็บข้อมูลกันถี่ยิบ เพื่อดูว่ามีอะไรเกิดขึ้นมาใหม่บ้าง เป็นอนุภาคที่เรารู้จักกันมาก่อนหรือเปล่า


องค์ความรู้ที่สั่งสมมา ตลอด 30-40 ปีของการทดลองสร้างอนุภาคใหม่ พฤติกรรม และความสัมพันธ์ของอนุภาคแต่ละชนิดเป็นที่รู้จักกันในนามของ “ทฤษฎีมาตรฐาน” (Standard Model) ทฤษฏีนี้สามารถอธิบายการกำเนิดและสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐานที่พบ ในการทดลองเร่งอนุภาคได้แทบทุกชนิด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความเข้าใจในธรรมชาติของสสารนั้นค่อนข้างเป็นที่น่าพอใจ

แต่ทฤษฎีมาตรฐานก็มีปัญหาอยู่บ้าง เพราะยังมีอนุภาคมูลฐานที่สำคัญอีกอย่างชื่อ ฮิกกส์โบซอน (Higgs Boson) ที่น่าจะมีอยู่ในธรรมชาติหากทฤษฎีนี้ไม่ผิด แต่เราก็ยังหาไม่พบเสียทีเนื่องจากเรายังไม่สามารถสร้างสภาพแวดล้อมที่มี พลังงานสูงพอที่อนุภาคนี้จะเกิดขึ้นได้ นักฟิสิกส์หวังว่า LHC จะสร้างพลังงานสูงพอที่อนุภาคฮิกกส์โบซอนขึ้นได้ ถ้าฮิกกส์โบซอนมีอยู่จริงตามทฤษฎีมันก็จะต้องเกิดขึ้นมาในการนำโปรตอนมาชนกันแน่ๆ หากไม่เจอฮิกกส์โบซอนก็แสดงว่าเราจะต้องมาแก้ไขทฤษฎีมาตรฐานกัน หากเจออนุภาคอื่นเกิดขึ้นมาที่ไม่ใช่ฮิกกส์โบซอนเราก็ยิ่งดี เพราะเราก็จะได้หลักฐานใหม่ที่จะช่วยให้ทฤษฎีมาตรฐานสมบูรณ์ยิ่งขึ้น

นักฟิสิกส์ยังหวังด้วยว่าระดับพลังงานสูงขนาดนี้อาจจะทำให้เราค้นพบมิติใหม่ ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน! รวมทั้งปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่อาจจะเกิดเฉพาะในสภาวะพลังงานสูงยิ่งยวดแบบ สมัยเสี้ยววินาทีแรกหลังการระเบิดบิ๊กแบงที่ให้กำเนิดของเอกภพก็อาจจะสังเกต ได้จากการชนกันของโปรตอนพลังงานสูงด้วย สรุปว่าไม่ว่าผลจะออกมาเป็นยังไงก็ดีทั้งนั้นกับวงการวิทยาศาสตร์ครับ

มาถึงเรื่องที่มีคนกลัวกันมากจนทำให้ LHC เป็นข่าวครึกโครม ก็คือแนวคิดที่ว่าการชนกันของโปรตอนใน LHC อาจจะมีพลังงานสูงพอที่จะสังเคราะห์หลุมดำจิ๋ว (Micro Black Hole) ขึ้นได้และหลุมดำจิ๋วเหล่านี้อาจจะดูดสสารรอบข้างจนขยายใหญ่ขึ้นและกลืนโลกไปทั้งใบ”

แต่ในความเป็นจริงแล้วเรื่องนี้เป็นไปไม่ได้ครับ เพราะแม้ LHC จะเร่งอนุภาคจนมีพลังงานสูงยิ่งยวด ในอวกาศอันไกลโพ้นก็มีแหล่งเร่งอนุภาคตามธรรมชาติเช่น แก่นดาราจักรกัมมันตะอยู่แล้วและเราไม่เห็นจะเคยเห็นหลุมดำจิ๋วที่เกิดขึ้น จากวัตถุเหล่านี้เลย รังสีคอสมิกพลังงานสูงเข้ามาในบรรยากาศชั้นบนโลกอยู่ตลอดเวลาก็ไม่เห็นจะสร้างหลุมดำจิ๋วขึ้นมาได้ และที่สำคัญที่สุดก็คือหากมีหลุมดำจิ๋วเกิดขึ้นจริงๆ (โอกาส 1 ใน 50 ล้าน) หลุมดำเหล่านี้ก็จะ “ระเหย” สลายตัวไปเป็นอนุภาคอย่างอื่นในเวลาอันสั้นเนื่องจากขนาดเล็กเกินไป ซึ่งอาจจะเป็นเรื่องที่ยิ่งน่าตื่นเต้นของวงการวิทยาศาสตร์ที่ได้สังเกต ปรากฏการณ์นี้ก็เป็นได้

กระบวนการระเหยของหลุมดำเรียกว่า ปรากฏการณ์การแผ่รังสีฮอว์กิง (Hawking Radiation) ตั้งชื่อตาม สตีเฟน ฮอว์กิง นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษนั่งรถเข็นชื่อดังที่เขียนหนังสือเรื่อง ประวัติศาสตร์โดยย่อของกาลเวลา

ตอนนี้ LHC พังอยู่ครับ เพราะฮีเลียมที่ใช้หล่อเย็นรั่ว (เป็นเรื่องธรรมดาของการทดลองลักษณะนี้) ได้ยินว่าใช้เวลาซ่อมถึงประมาณต้นปีหน้าครับ

—————-

วันก่อนผมแวะทานอาหารมังสะวิรัติของ SMC เจ้าของร้านก็บอกว่าให้เร่งปฏิบัติธรรมไว้ โลกกำลังก้าวเข้าสู่มหาวิบัติ…

วันก่อนก็มีกลุ่มคนพูดถึงอุบัติภัยธรรมชาติครั้งใหญ่หลวงกำลังจะเกิดขึ้นในอีก ปี สองปีข้างหน้า

ผมไม่ได้ตื่นตระหนก หรือคลั่งไคล้สิ่งบอกกล่าวเหล่านี้ เท่าๆกับ นักวิทยาศาสตร์ CERN กล่าวว่า ไม่มีทางที่จะเกิดหลุมดำจากการทดลองที่กำลังจะเกิดขึ้นนี้ได้ แต่ผมสนใจว่ามนุษย์กลุ่มหนึ่งกำลังหาคำตอบด้วยการลงทุนมหาศาล และมีคนกลุ่มหนึ่งแสวงหาความหลุดพ้นด้วยลำพังตัวตนเท่านั้น แต่คนจำนวนมหาศาลกำลังไหลรื่นไปกับชีวิตที่ห่อหุ้มด้วยมายา

แม้แต่ตัวผมเอง…

 

แหล่งข้อมูล: วารสาร Go Genius

องค์กรเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป ( European Organization for Nuclear Research; CERN) เรียกโดยทั่วไปว่า “เซิร์น” เป็นองค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ ก่อตั้งเมื่อวันที่ 29 กันยายน
พ.ศ. 2497 โดยมีประเทศสมาชิกก่อตั้ง 12 ประเทศ เมื่อแรกก่อตั้ง เซิร์น มีชื่อว่า “สภาวิจัยนิวเคลียร์ยุโรป” หรือ Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (European Council for Nuclear Research) ซึ่งเป็นที่มาของชื่อย่อ CERN

บทบาทหลักของเซิร์นคือ การจัดเตรียมเครื่องเร่งอนุภาคและโครงสร้างอื่นๆที่จำเป็นต่อการวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาค เซิร์นเป็นสถานที่ทำการทดลองมากมายที่เกิดจากความร่วมมือระหว่างประเทศเพื่อ นำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ และยังมีชื่อเสียงในฐานะเป็นต้นกำเนิดของเวิลด์ไวด์เว็บ สำนักงานหลักที่เขตเมแร็ง มีศูนย์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีอุปกรณ์ประมวลผลข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสูง มากเพื่อการวิเคราะห์ข้อมูลจากการทดลอง และเนื่องจากจำเป็นต้องทำให้นักวิจัยในสถานที่อื่นสามารถนำข้อมูลเหล่านี้ไป ใช้ได้ จึงต้องมีฮับสำหรับข่ายงานบริเวณกว้างอีกด้วย

ในฐานะที่เป็นองค์กรระหว่างประเทศ สถานที่ของเซิร์นจึงไม่อยู่ภายใต้อำนาจทางกฎหมายของทั้งสวิตเซอร์แลนด์และ ฝรั่งเศส ใน พ.ศ. 2551 เซิร์นได้รับยอดบริจาคจากประเทศสมาชิกรวมแล้ว 1 พันล้านฟรังก์สวิส[2] สำนักงานใหญ่ของเซิร์น ตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือของกรุงเจนีวา ใกล้กับชายแดนฝรั่งเศส-สวิตเซอร์แลนด์ เป็นที่ตั้งของห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์ฟิสิกส์ขนาดใหญ่


 

« « Prev : สรงน้ำพระ..

Next : ธูปที่วัด… » »


ผู้ใช้ Facebook สามารถให้ความเห็นที่นี่ได้ โดยกด Like เพื่อแสดงตัว

28 ความคิดเห็น


แสดงความคิดเห็น

ท่านอยากจะเข้าระบบหรือไม่


*
To prove you're a person (not a spam script), type the security word shown in the picture. Click on the picture to hear an audio file of the word.
Click to hear an audio file of the anti-spam word


Main: 0.97050595283508 sec
Sidebar: 0.26697897911072 sec