LHC

posted on 12 Sep 2008 09:16 by 077023

 

 

บท​​ความ​​​​นี้​​​​​​​​เป็น​​​​​​ตอน​​แรก​​ของ​​ซีรีย์​​ “เครื่องเร่งอนุภาค LHC กุญแจไข​​ความ​​ลับ​​​​ของ​​จักรวาล”​​ ​​ความ​​ยาว 2 ​​ตอน​​ เป้าหมาย​​หลัก ก็​​คือ​​ ​​ทำ​​​​ความ​​​​เข้า​​​​ใจ​​​​ให้​​​​กับ​​​​​​คน​​ทั่ว​​ไป​​ ว่าเครื่องเร่งอนุภาค LHC ​​ไม่​​​​ได้​​​​น่า​​กลัว​​อย่าง​​​​​​ที่​​​​หลาย​​​​​​คน​​

หวาดวิตก​​กัน​​

สำหรับ​​​​​​ตอน​​แรก ​​จะ​​ปูพื้น​​ฐาน​​​​ความ​​​​เข้า​​​​ใจ​​​​เกี่ยว​​​​กับ​​​​เครื่องเร่งอนุภาค​​และ​​​​ราย​​ละ​​​​เอียด​​​​ของ​​ LHC ก่อน​​ ​​ส่วน​​​​ตอน​​​​ที่​​ 2 ​​จะ​​​​เป็น​​​​สรุป, ​​ข้อ​​คิด​​เห็น​​ ​​และ​​​​ผล​​ที่​​​​ได้​​รับ​​​​​​จาก​​​​​​การ​​​​​​เดิน​​​​เครื่อง LHC ​​ใน​​วัน​​ที่​​ 10 ​​กัน​​ยาย​​น​​ที่​​​​จะ​​ถึง​​​​นี้​​​​​​ ​​โดย​​​​ข้อมูล​​​​

ใน​​บท​​ความ​​​​นี้​​​​​​ ​​ผม​​​​จะ​​​​ยึด​​แนว​​ทาง​​​​​​จาก​​​​ LHC the guide ​​เป็น​​​​หลัก ​​ใคร​​สน​​ใจ​​ก็​​​สาม​​าร​​ถ​​​ไป​​หา​​ฉบับ​​​​เต็มมา​​อ่าน​​​​​​กัน​​​​ได้​​

เครื่องเร่งอนุภาค LHC ​​คือ​​อะไร​​
LHC ​​คือ​​เครื่องเร่งอนุภาคขนาดยักษ์​​ ชื่อเต็ม​​ของ​​​​มัน​​ก็​​คือ​​ Large Hadron Collider ​​ที่​​มา​​ของ​​ชื่อก็เนื่องมา​​จาก​​​​ ขนาด​​ที่​​ใหญ่​​มาก​​​​​​ของ​​​​เจ้า​​เครื่องเร่งอนุภาคอัน​​นี้​​​​​​ (​​ความ​​ยาวเส้น​​รอบวง 27 กิโลเมตร) Hadron ​​นั้น​​ ​​เป็น​​​​ชื่อ

เรียก​​รวมๆ ​​ของ​​อนุภาค ​​ที่​​​​ถูก​​สร้าง​​ขึ้น​​​​จาก​​​​ ควาร์​​​ก (quarks) ​​โดย​​มีแรงนิว​​เคลียร์​​​​​​แบบ​​​​เข้ม (strong nuclear force) ​​เป็น​​​​ตัว​​​​ยึด​​เหนี่ยว ตัว​​อย่าง​​​​อนุภาค​​ดัง​​​​กล่าว​​ได้​​แก่ โปร​​ตอน​​ (proton) ​​และ​​​​ นิว​​ตรอน (neutrons)

เครื่องเร่งอนุภาค LHC จำ​​ทำ​​​​การ​​​​เร่งอนุภาคโปร​​ตอน​​ ​​ให้​​มี​​ความ​​เร็ว 99.9999% ​​ของ​​​​ความ​​เร็วแสง ​​ใน​​ทิศ​​ทาง​​​​สวน​​กัน​​ ​​เพื่อ​​​​ที่​​​​นักวิทย​​า​​ศาสตร์​​​​ ​​​สาม​​าร​​ถ​ตรวจวัดผล​​ของ​​​​การ​​​​ชน​​กัน​​ ​​ของ​​อนุภาค​​ได้​​

เป้าหมาย​​หลัก​​ของ​​ เครื่องเร่งอนุภาค LHC
ณ ปัจจุบัน​​นี้​​​​​​ ​​ความ​​รู้​​ความ​​​​เข้า​​​​ใจ​​​​ของ​​​​นักวิทย​​า​​ศาสตร์​​​​ ​​ที่​​มีต่อต้น​​กำเนิด​​ของ​​เอกภพ​​ยัง​​​​ไม่​​สมบูรณ์​​ ทฤษฏี​​ที่​​เรา​​ใช้​​​​ใน​​​​การ​​​​อธิบาย​​​​ใน​​ปัจจุบัน ทิ้ง​​คำ​​ถาม​​ที่​​​​ไม่​​​​​สาม​​าร​​ถ​ตอบ​​ได้​​ไว้​​มาก​​​​มาย​​ ​​โดย​​​​เฉพาะ​​​​คำ​​ถามสำคัญ​​ที่​​ว่า มวล​​นั้น​​

เกิดขึ้น​​​​ได้​​อย่าง​​​​ไร​​ ซึ่ง​​ทำ​​ตอบ​​ของ​​​​ปัญหา​​ดัง​​​​กล่าว อาจ​​จะ​​​​อยู่​​​​ใน​​​​รูป​​​​ของ​​ทฤษฏี​​ที่​​มีชื่อว่า Higgs mechanism ​​โดย​​Higgs field ​​น่า​​​​จะ​​มีอนุภาคใหม่อย่าง​​​​​​น้อย​​ 1 ชนิด ​​เชื่อม​​โยง​​อยู่​​ นั่นก็​​คือ​​อนุภาค Higgs boson ซึ่งถ้าหาก​​

อนุภา​​คน​​ี้​​มี​​อยู่​​จริง LHC ​​จะ​​​​​สาม​​าร​​ถ​ตรวจจับ​​​​มัน​​​​ได้​​

นอก​​จาก​​​​​​นี้​​​​​​ LHC ​​ยัง​​​​​สาม​​าร​​ถ​​​ใช้​​​​ใน​​​​การ​​​​อธิบาย​​​​ความ​​ลี้​​ลับ​​​​ของ​​​​ปฏิส​​สาร​​ เนื่อง​​จาก​​​​ทฤษฏี Big Bang ​​ได้​​กล่าวว่า ​​การ​​​​​​ระเบิดครั้ง​​ใหญ่​​ที่​​ก่อ​​ให้​​เกิดจักรวาล ควร​​จะ​​ก่อ​​ให้​​เกิด สสาร​​​​และ​​​​​​ปฏิส​​สาร​​ ​​ใน​​ปริมาณ​​ที่​​​​เท่า​​ๆ ​​กัน​​ ​​แต่​​​​ทำ​​ไม​​

จาก​​​​​​การ​​​​สำรวจ ​​ใน​​เอกภพเราจึง​​พบ​​แต่​​สสาร​​ ซึ่ง LHC ​​​สาม​​าร​​ถ​​​ให้​​​​คำ​​ตอบเรา​​ได้​​

​​ความ​​​​เป็น​​​​มา​​ของ​​เครื่องเร่งอนุภาค LHC
แนว​​คิด​​​​ของ​​ LHC เริ่ม​​ต้น​​ขึ้น​​​​เมื่อ​​ต้น​​ยุค 1980 ​​เมื่อ​​​​ทาง​​​​ CERN ​​ได้​​​​ทำ​​​​การ​​​​รวบรวมราย​​ละ​​​​เอียด​​​​ทาง​​​​เท​​คน​​ิค​​ รวมถึง​​​​ความ​​​​ต้อง​​​​การ​​​​​​ของ​​​​นักฟิส​​ิกส์​​ ​​ความ​​​​ต้อง​​​​การ​​​​​​ดัง​​​​กล่าว​​เป็น​​​​จริงขึ้น​​มา​​ใน​​ปี 1994 ​​เมื่อ​​คณะกรรม​​​​การ​​​​​​ของ​​

CERN ​​ได้​​โหว​​ตอน​​ุม​​ัติ ​​การ​​​​สร้าง​​ LHC ​​โดย​​​​ใน​​​​ตอน​​แรก​​นั้น​​ โครง​​การ​​​​​​จะ​​​​ถูก​​แบ่ง​​ออก​​​​เป็น​​​​ 2 ช่วง อย่าง​​​​ไร​​ก็ตาม ด้วย​​ความ​​ช่วย​​เหลือ​​ของ​​ ญี่ปุ่น, อเมริกา, อิน​​เ​​ดี​​ย ​​และ​​​​​​ประเทศ​​อื่นๆ ​​ทำ​​​​ให้​​โครง​​การ​​​​​​นี้​​​​​​​​ไม่​​​​ต้อง​​​​ถูก​​แบ่ง​​เป็น​​​​ 2ช่วง​​

อีก​​​ต่อ​​ไป​​​

สถานีตรวจจับ​​
เครื่องเร่งอนุภาค LHC มีสถานีตรวจจับ​​อนุภาค จำนวน 6 ​​แห่ง​​ ​​คือ​​

สถานีตรวจจับ​​ ALICE ​​ทำ​​หน้า​​​​ที่​​วัดพลา​​สมา​​ของ​​ ควาร์​​​ก-กลูออน (quark-gluon) ซึ่ง​​นักวิทย​​า​​ศาสตร์​​​​​​เชื่อ​​กัน​​ว่า ​​เป็น​​​​สถา​​นะ​​​​ที่​​เกิดขึ้น​​หลัง​​​​จาก​​​​ Big Bang ก่อน​​​​ที่​​อนุภาคอย่าง​​​​ โปร​​ตอน​​​​และ​​​​นิว​​ตรอน ​​จะ​​ถือกำเนิดขึ้น​​

สถาน​​ีตรวจจับ​​ ATLAS ​​เป็น​​​​สถานีตรวจจับ​​เอนก​​ประสงค์​​​​ หน้า​​​​ที่​​หลักๆ ก็​​คือ​​ ตรวจับ​​อนุภาค Higgs Boson ​​และ​​​​ตรวจจับ​​มิติพิ​​เศษ​​ที่​​อาจเกิดขึ้น​​ มี​​ความ​​ยาว 46 เมตร สูง 25 เมตร ซึ่งถือว่า​​เป็น​​​​เครื่องมือตรวจจับ​​​​ที่​​ใหญ่​​ที่​​​​

สุด​​

สถานีตรวจจับ​​CMS ​​เป็น​​​​สถาน​​ีตรวจจับ​​เอนก​​ประสงค์​​​​ มีหน้า​​​​ที่​​เหมือน​​กับ​​​​ ATLAS ​​เพียง​​​​แต่​​มี​​ความ​​ต่าง​​​​​​ใน​​ราย​​ละ​​​​เอียด​​​​ทาง​​​​เท​​คนิค​​​​ใน​​​​การ​​​​​​ออก​​​​แบบ​​​​

สถานี LHCb ​​ทำ​​หน้า​​​​ที่​​ศึกษา​​ ว่า​​ทำ​​ไมเอกภพ​​ที่​​เราอยุ่จึง​​เต็ม​​ไป​​ด้วยสสาร​​ ​​แต่​​กลับ​​​​ไม่​​มี​​ปฏิส​​สาร​​ ​​โดย​​​​ทำ​​​​การ​​​​ค้น​​หาอนุภาค​​ที่​​มีชื่อว่า b-quark

สถานี LHCf ​​ทำ​​​​การ​​​​วัดอนุภาค ​​ที่​​​​ถูก​​สร้าง​​ขึ้น​​ ​​ใน​​ทิศ​​ทาง​​​​​​ที่​​ใกล้​​กับ​​​​ลำแสง​​ของ​​​​การ​​​​ชน​​กัน​​ระหว่าง​​​​โปร​​ตอน​​

สถานี TOTEM ​​ทำ​​​​การ​​​​วัด effective size ​​หรือ​​ ภาค​​ตัด​​ขวาง​​​​ของ​​โปร​​ตอน​​

LHC ​​​สาม​​าร​​ถ​พิสูจน์​​​​อะไร​​​​ได้​​บ้าง​​
อนุภาค Higgs Boson อนุภา​​คนี้​​ ถือ​​เป็น​​​​อนุภาคชนิดเ​​ดี​​ยว ​​ที่​​​​อยู่​​​​ใน​​​​แบบ​​​​จำลองมาตรฐาน​​ (Standard Model) ​​ที่​​​​ยัง​​​​ไม่​​​​ถูก​​ค้น​​พบ ซึ่ง​​ทำ​​​​ให้​​​​มัน​​​​เป็น​​​​เป้าหมาย​​หลัก ​​ของ​​เครื่องเร่งอนุภาค LHC

มิติพิ​​เศษ ​​นักวิทย​​า​​ศาสตร์​​​​มี​​แบบ​​​​จำลอง​​ที่​​ว่า เอกภพ​​ของ​​เรา​​ประกอบด้วยมิติ​​มาก​​​​กว่า 4 มิติ ซึ่งคาด​​การ​​​​ณ์​​​​กัน​​ว่า ​​การ​​​​ทดลอง​​นี้​​​​​​ ​​จะ​​​​เปิด​​เผย​​ให้​​เห็น​​มิติพิ​​เศษ ​​ให้​​เราร​​ับ​​​รู้​​ได้​​

อื่นๆ ​​อีก​​​​มาก​​​​มาย​​

​​ความ​​ปลอดภัย​​
สำหรับ​​​​​​ความ​​วิตกกัง​​วล ว่าเครื่องเร่งอนุภาค LHC ​​จะ​​​​ทำ​​​​ให้​​เกิดหลุม​​ดำ​​ทำ​​ลาย​​ล้าง​​โลก มี​​นักวิทย​​า​​ศาสตร์​​​​​​หลาย​​​​​​ท่าน​​​​ ​​ได้​​​​ออก​​มา​​ยืน​​ยัน​​แล้ว​​ว่า โอกาสเกิดหลุม​​ดำ​​นั้น​​มี​​น้อย​​​​มาก​​​​ ถึง​​​​แม้​​ว่า​​มัน​​​​จะ​​เกิด ก็​​เป็น​​​​หลุม​​ดำ​​ใน​​ระดับ​​​​​​ที่​​เล็ก

กว่าอนุภาคซะ​​อีก​​ ​​ดัง​​​​​​นั้น​​จึง​​​​ไม่​​​​น่า​​​​เป็น​​​​กัง​​วล ซึ่งข่าว​​ที่​​​​เกี่ยว​​​​​​ข้อง​​​​กับ​​​​​​ความ​​ปลอดภัย​​ ​​​สาม​​าร​​ถ​​​อ่าน​​​​​​ได้​​ตาม ข่าว​​นี้​​​​​​, ข่าวโน้น​​

สำหรับ​​​​​​การ​​​​​​เดิน​​​​เครื่องเร่งอนุภาค LHC ​​จะ​​เริ่ม​​​​เดิน​​​​เครื่อง​​ใน​​วัน​​ที่​​ 10 ​​กัน​​ยาย​​นน​​นี้​​​​​​ ​​โดย​​มี​​การ​​​​​​ถ่าย​​​​​​ทอดสดผ่าน​​ดาวเทียม ​​และ​​​​ผ่าน​​​​ทาง​​​​ webcast ​​โดย​​มี​​กำหนด​​​​การ​​​​ตั้ง​​​​แต่​​ บ่าย​​​​ 3 โมงครึ่ง (เวลา​​ประเทศ​​ไทย​​) จน​​ไป​​ถึง​​เ​​ที่​​ยง

คืน ​​ใคร​​สน​​ใจ​​​​​สาม​​าร​​ถ​​​ติด​​ตาม​​ได้​​ครับ​​​​

สำหรับ​​​​​​ตอน​​หน้า​​ ถ้า​​ไม่​​เกิดหลุม​​ดำขึ้น​​มาซะก่อน​​ คง​​ได้​​มาเจอ​​กัน​​ :P

 

 

เครดิต : http://www.blognone.com/node/8894

Comment

Comment:

Tweet

อ่านแล้วมึน

#2 By foamiiz (125.25.55.122) on 2008-09-14 11:14