vcharkarn
Username : Password : จำไว้ตลอด | ลืมรหัสผ่าน | สมัครสมาชิก
facebooktwitter
เซิร์น (CERN), LHC และ หลุมดำจิ๋ว (mini black hole)
ดร. พิเชษฐ กิจธารา (67,629 views) first post: Fri 5 September 2008 last update: Tue 28 September 2010
เครื่องเร่งอนุภาค Large Hadron Collider หรือ LHC เป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่และให้พลังงานสูงที่สุดที่มนุษย์เคยสร้างมา เป็นความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์หลายพันคนในเกือบร้อยประเทศ เป้าหมายของโครงการนี้ก็เพื่อทดสอบและยืนยันทฤษฏีที่เรามีอยู่ในปัจจุบัน

หน้าที่ 1 - ภาพรวมการทดลองโดยเครื่องเร่งอนุภาค LHC ที่เซิร์น

  เครื่องเร่งอนุภาค Large Hadron Collider หรือ LHC เป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่และให้พลังงานสูงที่สุดที่มนุษย์เคยสร้างมา เป็นความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์หลายพันคนในเกือบร้อยประเทศ เป้าหมายของโครงการนี้ก็เพื่อทดสอบและยืนยันทฤษฏีที่เรามีอยู่ในปัจจุบันเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐาน และค้นหาหลักฐานต่างๆที่จะเป็นกุญแจสร้างทฤษฏีใหม่เพื่อไขความลับของจักรวาล


หลักการ

     ใช้ธรรมเนียมปฏิบัติของนักฟิสิกส์ที่มีมากว่าหลายสิบปี นั่นคือ เมื่อนักฟิสิกส์อยากรู้ว่าภายในวัตถุหรืออะตอมมีองค์ประกอบมูลฐานอะไรบ้าง ก็จับมันมาชนกัน หรือยิงอะไรสักอย่างเข้าใส่มัน เพื่อให้เกิดการแตกตัวหรืออาจจะรวมตัวเกิดเป็นอนุภาคใหม่ๆ ตัวอย่างเช่น รัทเทอร์ฟอร์ดยิงอนุภาคแอลฟาเข้าไปในแผ่นทองคำบางๆ ทำให้รู้ว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสขนาดเล็กตรงกลางและอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบนอก การทดลองที่เซิร์นก็ใช้หลักการเดียวกัน มีการเร่งอนุภาคให้ชนกันแล้วดูว่าเกิดอะไรขึ้นบ้าง และมีการพัฒนาและปรับปรุงให้ระดับพลังงานของการชนสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งได้เครื่อง LHC ในปัจจุบัน 
     
     
ปัจจุบันเรารู้ว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ภายในโปรตอน(และนิวตรอน)ประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่า ควาร์ก (quark) จำนวน 3 ตัว    เราเรียกอนุภาคที่ประกอบด้วยควาร์กว่าเป็นอนุภาคประเภท Hadron      อนุภาคที่จะใช้ชนในเครื่อง LHC ทั้งหมดเป็น Hadron จึงเป็นที่มาของชื่อเครื่องนี้   
     ในขั้นแรกนี้จะใช้โปรตอนในการชน   อนุภาคโปรตอนทั้งหมดในการทดลองแต่ละครั้งรวมกันได้ประมาณเท่าเม็ดทรายเม็ดเล็กๆ แต่มีความเร็วสูงมากใกล้ความเร็วแสงและมีพลังงานเทียบเท่ารถไฟ 1 ขบวน     สภาวะพลังงานสูงของอนุภาคที่กำลังชนกันดังกล่าวใกล้เคียงกับสภาวะตอนกำเนิดจักรวาล หรือ Big Bang



                                

วิทยาศาสตร์จากเครื่อง LHC
       สิ่งที่เราจะได้จากการทดลองนี้คือการทดสอบทฤษฏีและการค้นหาหลักฐานเพื่อนำไปสู่ทฤษฏีใหม่ที่สมบูรณ์มากขึ้น ขอยกหัวข้อต่อไปนี้เป็นตัวอย่าง
-     การค้นหาว่ามวลคืออะไร มาจากไหน    มวลในภาษาชาวบ้านก็คือเนื้อสสาร ซึ่งต่างจากน้ำหนักที่เกิดจากแรงดึงดูดของโลก เมื่อเราออกไปอยู่นอกโลกเราก็สามารถอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักได้ แต่ยังมีมวลอยู่    นักฟิสิกส์คิดกันว่ากลไกที่ทำให้เกิดมวลคือกลไกของฮิกก์ Higgs Mechanism แต่ที่ผ่านมาเราไม่สามารถทดสอบและยืนยันได้เนื่องจากระดับพลังงานไม่สูงพอ     แต่วันนี้ LHC มีพลังงานที่น่าจะสูงพอสำหรับทดสอบกลไกของฮิกก์ และศ้นหาอนุภาคที่ชื่อว่า Higgs Boson
-     การค้นหาแม่เหล็กขั้วเดี่ยว (Magnetic Monopole)    ในทางทฤษฏีเราเชื่อกันว่ามีแม่เหล็กขั้วเดี่ยว แต่เราไม่เคยพบในธรรมชาติ     แม่เหล็กปกตินั้นจะมีสองขั้ว คือเหนือและใต้ หากนำมาหักเป็นสองท่อน แต่ท่อนก็จะกลายเป็นแท่งแม่เหล็กเหนือใต้เหมือนเดิม เพียงแต่ขนาดเล็กลง ไม่ได้กลายเป็นขั้วเหนือและใต้เดี่ยวๆแยกจากกัน ไม่ว่าจะหักเป็นท่อนเล็กๆสักกี่ครั้งก็ตาม     ซึ่งต่างกับกรณีของประจุไฟฟ้าที่เราพบประจุบวกและลบแยกเป็นอิสระจากกันได้      นักฟิสิกส์หลายคนหวังว่าในระดับพลังงานที่สูงมากของ LHC เราอาจจะสร้างแม่เหล็กขั้วเดี่ยวได้ ซึ่งจะช่วยคลี่คลายปริศนานี้ 
-     อื่นๆเช่น การค้นหาอนุภาคใหม่ๆ  การวัดมวลของควาร์กให้แม่นยำมากขึ้น การศึกษามิติเสริม (extra dimension)  การหาแนวทางรวมทฤษฏีควอนตัมและทฤษฏีสัมพัทธภาพเข้าด้วยกัน เป็นต้น


                                  

หลุมดำ

 เรื่องนี้จริงๆไม่ใช่ประเด็นหลักของการทดลองในครั้งนี้  แต่มีหลายคนคิดไปว่าพลังงานของ LHC อาจจะสูงมากพอจนทำให้เกิดหลุมดำขนาดจิ๋วดูดกลืนโลกเข้าไป     ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับเรื่องนี้มีดังต่อไปนี้
-     ทฤษฏีที่ได้รับการยอมรับและพิสูจน์แล้วในปัจจุบันนั้นเชื่อว่าระดับพลังงานของ LHC ไม่น่าจะสูงพอให้เกิดหลุมดำได้    แต่ก็มีทฤษฏีใหม่ๆที่ถูกเสนอขึ้นมาที่เชื่อว่ามีกลไกพิเศษบางอย่างที่อาจจะทำให้เกิดหลุมดำได้ เช่น บางทฤษฏีเสนอว่ามีมิติเสริม (นอกเหนือไปจาก 3 มิติของอวกาศ และ 1 มิติของเวลา) ที่สามารถช่วยให้หลุมดำเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น  อย่างไรก็ตาม ทฤษฏีใหม่ๆเหล่านี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์  (หากเกิดจริงก็จะเป็นการพิสูจน์ไปในตัว) 
-     หลุมดำจิ๋วนี้ต่างจากหลุมดำที่เราคุ้นเคย      หลุมดำที่เราคุ้นเคยและนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีอยู่จริงคือหลุมดำขนาดใหญ่ในใจกลางกาแลกซี่ มีมวลมหาศาลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา      หากเรายุบดวงอาทิตย์ให้เล็กลงจนเหลือขนาดเท่ากำปั้น มันก็จะกลายเป็นหลุมดำที่ดูดทุกสิ่งทุกอย่างได้   ดังนั้น หากเริ่มต้นจากอนุภาคเล็ก หลุมดำจิ๋วที่อาจจะเกิดขึ้นก็ต้องมีขนาดเล็กมาก โดยขนาดเล็กสุดที่เกิดขึ้นได้คือ 10-35 เมตร (หนึ่งในล้านล้านล้านล้านล้านล้านเท่า ของ 1 เมตร) วัตถุต้องอยู่ในระยะประมาณ 10-35 เมตร จากใจกลางหลุมดำจิ๋ว จึงจะโดนดูดเข้าไป    ด้วยขนาดที่เล็กมากทำให้มันสามารถเคลื่อนที่ทะลุวัตถุต่างๆ (รวมถึงตัวเรา) โดยไม่ส่งผลใดๆ  และหากมันอยู่นิ่งกับที่ก็จะใช้เวลาหลายพันล้านปีกว่ามันจะเริ่มสะสมมวลจนมีขนาดใหญ่ขึ้นขนาดสามารถดูดโลกเข้าไปได้อย่างที่หลายคนกลัว
-    หลุมดำจิ๋วที่เกิดขึ้นไม่น่าจะเสถียรและควรหายไปภายในพริบตา (ต่างจากหลุมดำขนาดใหญ่ในใจกลางกาแลกซี่) กลไกที่ทำให้หลุมดำจิ๋วสลายตัวคือการแผ่รังสีของฮอร์กิ้ง (Hawking’s Radiation) ที่ปลดปล่อยพลังงานและอนุภาคออกมาหลุมดำ       หากเกิดหลุมดำขนาดจิ๋วจริงก็จะเป็นการพิสูจน์ทฤษฏีของฮอว์กิ้งไปในตัว และจะเป็นครั้งแรกที่เราจะได้ตรวจวัดอนุภาคที่แผ่ออกมาจากหลุมดำ
-     รังสีคอสมิก (cosmic ray) หรืออนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศมีพลังงานสูงกว่า LHC มากและตกกระทบโลกอยู่ตลอดเวลา หากมีกลไกที่ทำให้เกิดหลุมดำจิ๋วจริง มันก็ควรเกิดอยู่ตลอดเวลาในชั้นบรรยากาศโลกเนื่องจากการชนของรังสีคอสมิก แสดงว่าหากมันเกิดขึ้นได้ มันก็ไม่เป็นอันตราย

สรุป หลุมดำอาจจะเกิดขึ้นได้และอันตรายถ้า...
   ถ้าที่ 1. ถ้ามีกลไกพิเศษนอกเหนือไปจากทฤษฏีที่ยอมรับกันในปัจจุบัน ทำให้มันเกิดได้ที่ระดับพลังงานของ LHC
   ถ้าที่ 2. ถ้าทฤษฏีของฮอว์กิ้งผิด หลุมดำจิ๋วเกิดแล้วไม่สลายตัวไป
   ถ้าที่ 3. ถ้ามีกลไกพิเศษที่ช่วยให้หลุมดำเกิดขึ้นในปริมาณมากๆ (ไม่ใช่แค่หลุมเดียว)
   ถ้าที่ 4. ถ้าหลุมดำที่เกิดขึ้นยังวนเวียนอยู่ในอาณาบริเวณของโลกของเราเป็นเวลานานๆ หลายพันล้านปี ไม่เคลื่อนที่ทะลุออกไปเสียก่อน
    แต่จากเหตุผลที่กล่าวไว้ข้างต้น นักฟิสิกส์เชื่อว่าอันตรายจากหลุมดำฝีมือมนุษย์นั้นไม่มี



เริ่มเดินเครื่อง LHC วันที่ 10 ก.ย. 51 นี้
http://www.vcharkarn.com/vnews/151574
http://www.vcharkarn.com/vnews/151578


ลิงค์ที่เกี่ยวข้อง
http://www.vcharkarn.com/varticle/123/
http://www.vcharkarn.com/vcafe/50643
http://www.vcharkarn.com/vblog/33601
http://www.vcharkarn.com/vcafe/49323
http://www.vcharkarn.com/vcafe/34049
http://www.vcharkarn.com/vnews/151568
http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider
http://en.wikipedia.org/wiki/Micro_black_hole
http://cerncourier.com/cws/article/cern/29199



บทความที่เกี่ยวข้อง
1 CERN แบบเบาสมอง กับชุดตัวต่อ ATLAS เลโก้
2 มดทะเลทรายนับก้าวเดิน
3 สิ่งที่ไอน์สไตน์ไม่เคยรู้
4 เซิร์น ไขปริศนากำเนิดจักรวาล
5 29 กย. 2497 วันก่อตั้งสถาบันวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป หรือ "เซิร์น" (CERN)
*หมายเหตุ งานเขียนชิ้นนี้ ได้รับการคุ้มครองสิทธิตามพระราชบัญญัติคุ้มครองสิทธิทางปัญญา โดยลิขสิทธิเป็นของผู้เขียน ที่ให้เกียรตินำเผยแพร่ผ่าน วิชาการ.คอม เรามีความยินดีและอนุญาตให้ทำซ้ำหรือเผยแพร่ต่อเพื่อประโยชน์ทางการศึกษาเท่านั้น กรุณาให้เกียรติผู้เขียน โดยอ้างชื่อผู้เขียนและแหล่งข้อมูลทุกครั้งที่ทำการเผยแพร่ต่อ ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อในสื่อที่เอื้อประโยชน์ทางธุรกิจก่อนได้รับอนุญาต ขอขอบคุณที่ร่วมกันช่วยสร้างให้สังคมไทยเป็นสังคมแห่งปัญญา
Creative Commons License
สงวนสิทธิ์ภายใต้สัญญาอนุญาต ครีเอทีฟคอมมอนส์ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-ไม่ดัดแปลง 3.0 ประเทศไทย.
ท่านสามารถนำเนื้อหาในส่วนบทความไปใช้ แสดง เผยแพร่ โดยต้องอ้างอิงที่มา ห้ามใช้เพื่อการค้าและห้ามดัดแปลง



จำนวน 37 ความเห็น, หน้า | 1 | 2 |
ความเห็น 1 6 ก.ย. 2551 (13:40)

คลายข้อกังวลที่มีมานานได้เยอะเลย



แต่ก็ไม่แน่แหละนะ ๅ


ณัฐิ เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน26 ครั้ง - ดาว 154 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 3 7 ก.ย. 2551 (20:24)


ได้ความรู้ดีมากเลยครับ
การทดลองจะสำเร็จหรือไม่ เรามาติดตามกัน

"แต่ว่ากว่าจะหา ที่ login ได้เล่นเอา งง อยู่นาน
ถ้าเพื่อนคนไหน งง เหมือนผมละก็ ด้านบนสุดครับ
ตรงที่เขียนว่า เมนูส่วนตัว click
"
-ขอโทษด้วยผมใส่รูปผิด แต่ไม่รู้จะไปลบตรงไหน


the-kings เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน3 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 4 8 ก.ย. 2551 (14:39)
109303

อยากอ่านเยอะๆอะครับ
^ ^ ชอบๆ


tesla_coils-501 เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน3 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 5 8 ก.ย. 2551 (20:34)

ยอดเยี่ยมมากครับYell


Dekd_Khonkaen เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน90 ครั้ง - ดาว 57 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 6 8 ก.ย. 2551 (20:39)

แล้วจะทดลองเรื่องนี้วันที่เท่าไหร่ครับ อยากรู้ๆๆ


Jariwat_Tul เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน22 ครั้ง - ดาว 202 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 7 9 ก.ย. 2551 (12:20)
109417

น่าสนใจมาก มากค่ะ อยากได้ความรู้เพิ่มเติมอีกค่ะ


juthatupp เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน4 ครั้ง - ดาว 48 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 8 9 ก.ย. 2551 (23:20)

จะว่าไปแล้ว ดูมันยังทะแม่งๆ อยู่นะ {#emotions_dlg.q1}


petnathean เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน7 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 9 10 ก.ย. 2551 (12:03)

แล้วจะทดลองเรื่องนี้วันที่เท่าไหร่ครับ


เริ่มเดินเครื่องส่งลำอนุภาคเข้าไปข้างในวันนี้ครับ แต่กว่าจะเดินเครื่องเต็มที่คงอีกไม่ต่ำกว่าหนึ่งเดือนครับ แผนการดำเนินงานลำอนุภาคเข้าไปดูได้ที่นี่ครับ


http://lhc-commissioning.web.cern.ch/lhc%2Dcommissioning/


TheTick เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน16 ครั้ง - ดาว 156 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 10 10 ก.ย. 2551 (14:23)

มนุษย์ คิดว่าตนจะสามารถคิดและอธิบายได้ ทุกสิ่ง
แต่
มนุษย์ มิได้คิดว่าตนเป็นเพียงเถ้าธุลีหนึ่ง แห่งจักรวาล


jedijug เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน23 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 11 10 ก.ย. 2551 (17:36)

ถ้าจำไม่ผิดเค้าทดลอกกันวันนี้นี่ ^^


>*nawa*< เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน2 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 12 10 ก.ย. 2551 (21:29)
109611

ทดลองวันนี้ค่ะ

ใจหายหมดเลย
พออ่านบทความนี้ก็รู้สึกดีขึ้นเยอะแล้วค่ะ

แต่ยังมีการทดลองอีกเรื่อยๆใช่ไหมคะ


a silver lining เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน12 ครั้ง - ดาว 48 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 13 10 ก.ย. 2551 (22:02)

เตรียมมีดไว้คนละเล่มเลยครับ ถ้าการทดลองผิดพลาดเอามีดแทงตัวเอง -_-


jumo เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน3680 ครั้ง - ดาว 351 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 14 11 ก.ย. 2551 (00:22)

ระหว่างรอความคืบหน้าจากเจ้าของบทความ พี่ขออนุญาตินำบท
สัมภาษณ์ของดร.เปรี้ยวกับ ดร.จ้อ มาลงให้น้องๆอ่านไปพลางๆนะจ๊ะ
วันที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2551 ปีที่ 31 ฉบับที่ 11141 มติชนรายวัน


"เซิร์น" พลิกโฉมวิทยาศาสตร์โลก ไขปริศนากำเนิดจักรวาล


โดย เชตวัน เตือประโคน











ภาพทางอากาศที่ตั้งของ "เซิร์น" เส้นวงกลมสีขาวคือ ตำแหน่งของอุโมงค์ยาว 27 กม. ส่วนจุดประ คือชายแดนระหว่างตอนเหนือของฝรั่งเศสและตอนใต้ของสวิส


วันนี้ (10 กันยายน) นับเป็นอีกวันที่วงการวิทยาศาสตร์โลกต้องจดจำ!!

กับคำถามมากมายที่ติดใจผู้คนมาแสนนานว่า เอกภพหรือจักรวาลเกิดจากอะไร? ประกอบขึ้นด้วยอะไรบ้าง?

ทฤษฎี "บิ๊กแบง" (Big Bang) หรือ "การระเบิดครั้งใหญ่" เมื่อ 1.37 หมื่นล้านปีก่อน ที่ได้รับการเชื่อถือมากที่สุดว่าเป็นต้นตอของการเกิดจักรวาล ก็ยังมีช่องโหว่เรื่องสสาร (Matter) และ ปฏิสสาร (Antimatter) ที่ก่อให้เกิดการระเบิด คือโดยธรรมชาติแล้ว ทั้ง 2 มีมวลเท่ากัน แต่ประจุตรงกันข้ามกัน เมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วก็จะหักล้างกันเองอย่างสมบูรณ์ ไม่น่าจะมี จักรวาล กาแล็กซี่ ดวงดาว โลก หรือแม้แต่สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้

บางครั้ง การเปิดเดิน เครื่องเร่งอนุภาคแบบหมุน (Large Hadron Collider) หรือ "LHC" ของ องค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรป เพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ (European Center for Nuclear Research) หรือ "เซิร์น" (CERN) อาจให้คำตอบ

เพราะตามที่ ปีเตอร์ ฮิกก์ส (Peter Higgs) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับอนุภาค "ฮิกก์ส" โดยพยายามอธิบายเรื่องอนุภาคพื้นฐานและแรงพื้นฐานในธรรมชาติ (ที่ก่อให้เกิดการระเบิด) ซึ่งบางอนุภาคมีมวล และบางอนุภาคที่ไม่มีมวล และการทดลอง "เซิร์น" ครั้งนี้ อาจทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้คำตอบ

ลองจิตนาการว่า มีการลอบวางระเบิดในตู้โทรศัพท์แห่งหนึ่ง

การทดลองของ "เซิร์น" ครั้งนี้ คือการเก็บรวบรวมหลักฐานในการระเบิด จากชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อดูว่า ระเบิดลูกนั้นคือ ระเบิดชนิดใด ประกอบขึ้นด้วยอะไรบ้าง และในการทดลองตามทฤษฎีแล้วต้องพบอนุภาคที่เราเรียกขึ้นลอยๆ ว่า "ฮิกก์ส" ด้วย

จึงอาจกล่าวได้ว่า การทดลองครั้งนี้ เป็นไปเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีของนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้นี้นั่นเอง

"ทฤษฎีมีอยู่แล้ว แต่ยังขาดการทดลองสนับสนุน" อรรถกฤต ฉัตรภูมิ อาจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าว และเล่าให้ฟังว่า การทดลองครั้งนี้ คือการเดินเครื่องเร่งอนุภาค แอลเอชซี เพื่อให้ลำอนุภาคของโปรตอน 2 ตัววิ่งมาชนกัน โดยให้โปรตอนทั้งสองนี้ เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ตามท่อที่วางไว้ ภายใต้ภาวะสุญญากาศ แล้วชนกันที่ความเร็วเกือบจะเท่าความเร็วแสง ที่พลังงานสูงระดับล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์

ทุกคนต่างลุ้นระทึก ว่าหลังการชนนี่แหละจะเกิดอะไรขึ้น

"ด้วยความเร็วระดับนี้ พลังงานสูงระดับนี้ ตามทฤษฎีควอนตัมแล้ว การชนกันของอนุภาคโปรตอนสองลำนี้จะทำให้เราพบอะไรบางอย่างหลังการชน เพราะถ้าไม่เป็นไปตามนั้น แสดงว่ามีความผิดพลาดในทฤษฎีควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ต้องกลับไปขบคิดกันใหม่









(ซ้าย) ภายในเครื่องเร่งอนุภาค "แอลเอชซี" เป็นขดลวดเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขนาดยักษ์ให้โปรตอน 2 ตัววิ่งชนกันด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง (ขวา) สถานี ALICE ทำหน้าที่ตรวจวัดสถานะที่เกิดขึ้นหลังบิ๊กแบง




"แต่ตามทฤษฎีแล้วหลังจากการชน น่าจะทำให้นักวิทยาศาสตร์พบอะไรบางอย่าง"

และหากสิ่งนั้นคือ สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยค้นพบมาก่อน (อนุภาคฮิกก์ส) ก็เท่ากับว่า เราได้ค้นพบแล้ว ซึ่งต้นกำเนิดแห่งมวลในจักรวาล สิ่งที่ทำให้เราเป็นเราทุกวันนี้

แต่สิ่งที่ผู้คนกังวล จากการทดลองครั้งประวัติศาสตร์ของ "เซิร์น" ครั้งนี้ คือ การเดินเครื่องเร่งอนุภาค ให้เกิดการชนกันของลำอนุภาคโปรตอน 2 ตัว นอกจากจะทำให้ค้นพบอนุภาคฮิกก์สนี้แล้ว จะก่อให้เกิดสิ่งอื่นหรือใหม่ เป็นต้นว่า "หลุมดำ" ที่จะกลืนโลกทั้งโลก!!

"เป็นไปได้ว่าจะเกิดหลุมดำ" อาจารย์จากรั้วจามจุรีให้คำตอบ "แต่ก็คงเป็นหลุมดำขนาดเล็กๆ เกิดมาเพียงแวบเดียวก็หายไปแล้ว ไม่น่าจะสามารถดูดกลืนโลกได้ เพราะในธรรมชาตินั้นก็เกิดหลุมดำขนาดเล็กๆ เป็นปกติ พวกรังสีพลังงานสูงๆ จากนอกโลกก็ทำให้เกิดหลุมดำได้ เกิดแล้วก็หายไป ส่วนหลุมดำขนาดใหญ่ที่เกิดในอวกาศ เกิดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ ซึ่งก็ไม่ได้อันตราย หากไม่เข้าไปใกล้" เป็นข้อคิดเห็นของอาจารย์อรรถกฤต

ขณะที่อีกคน "ดร.พิเชษฐ์ กิจธารา" จากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เปิดฉากเรื่องของปฏิบัติการวันที่ 10 กันยายน 2551 ว่า

เป็นความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์หลายพันคนในเกือบร้อยประเทศ เป้าหมายของโครงการนี้ก็เพื่อทดสอบและยืนยันทฤษฎีที่เรามีอยู่ในปัจจุบันเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐาน และค้นหาหลักฐานต่างๆ ที่จะเป็น "กุญแจ" สร้างทฤษฎีใหม่เพื่อไขความลับของจักรวาล

"หลักการ คือใช้ธรรมเนียมปฏิบัติของนักฟิสิกส์ที่มีมากว่าหลายสิบปี นั่นคือ เมื่อนักฟิสิกส์อยากรู้ว่าภายในวัตถุหรืออะตอมมีองค์ประกอบมูลฐานอะไรบ้าง ก็จับมันมาชนกันหรือยิงอะไรสักอย่างเข้าใส่มัน เพื่อให้เกิดการแตกตัวหรืออาจจะรวมตัวเกิดเป็นอนุภาคใหม่ๆ ตัวอย่างเช่น รัทเทอร์

ฟอร์ดยิงอนุภาคแอลฟาเข้าไปในแผ่นทองคำบางๆ ทำให้รู้ว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสขนาดเล็กตรงกลาง และอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบนอก การทดลองที่เซิร์นก็ใช้หลักการเดียวกัน มีการเร่งอนุภาคให้ชนกันแล้วดูว่าเกิดอะไรขึ้นบ้าง และมีการพัฒนาและปรับปรุงให้ระดับพลังงานของการชนสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งได้เครื่อง LHC ในปัจจุบัน"

ดร.พิเชษฐ์บอกว่า ปัจจุบันเรารู้ว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ภายในโปรตอน (และนิวตรอน) ประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่า ควาร์ก (quark) จำนวน 3 ตัว เราเรียกอนุภาคที่ประกอบด้วยควาร์กว่าเป็น "อนุภาคประเภท Hadron" อนุภาคที่จะใช้ชนในเครื่อง LHC ทั้งหมดเป็น Hadron จึงเป็นที่มาของชื่อเครื่องนี้









1.อาคารทรงกลม (ทางซ้ายด้านบท) คืออาคารที่ตั้งของการทดลองเซิร์นอยู่ท่ามกลางชนบท 2.นักวิจารณ์ว่า แอลเอสซีจะทำให้เกิดหลุมดำ ซึ่งจะขยายออกจนกลืนกินโลกใบนี้ 3.ภาพบิ๊กแบงในจินตนาการของศิลปิน เชื่อว่าเกิดขึ้นกับจักรวาลเมื่อ 15 ล้านล้านปีก่อน




ในขั้นแรกนี้จะใช้โปรตอนในการชน

"อนุภาคโปรตอนทั้งหมดในการทดลองแต่ละครั้งรวมกันได้ประมาณเท่าเม็ดทรายเม็ดเล็กๆ แต่มีความเร็วสูงมากใกล้ความเร็วแสงและมีพลังงานเทียบเท่ารถไฟ 1 ขบวน สภาวะพลังงานสูงของอนุภาคที่กำลังชนกันดังกล่าวใกล้เคียงกับสภาวะตอนกำเนิดจักรวาล หรือ Big Bang สิ่งที่เราจะได้จากการทดลองนี้ คือการทดสอบทฤษฎีและการค้นหาหลักฐานเพื่อนำไปสู่ทฤษฎีใหม่ที่สมบูรณ์มากขึ้น"

ด๊อกเตอร์จากมหิดล ยกตัวอย่างการค้นหาว่ามวลคืออะไร? มาจากไหน?

"มวล" ในภาษาชาวบ้านก็คือเนื้อสสาร ซึ่งต่างจากน้ำหนักที่เกิดจากแรงดึงดูดของโลก เมื่อเราออกไปอยู่นอกโลกเราก็สามารถอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักได้ แต่ยังมีมวลอยู่ นักฟิสิกส์คิดกันว่ากลไกที่ทำให้เกิดมวลคือ กลไกของฮิกก์ส (Higgs Mechanism) แต่ที่ผ่านมาเราไม่สามารถทดสอบและยืนยันได้ เนื่องจากระดับพลังงานไม่สูงพอ

แต่วันนี้ LHC มีพลังงานที่น่าจะสูงพอสำหรับทดสอบกลไกของฮิกก์ส และค้นหาอนุภาคที่ชื่อว่า Higgs Boson

"ในทางทฤษฎีเราเชื่อกันว่ามีแม่เหล็กขั้วเดี่ยว แต่เราไม่เคยพบในธรรมชาติ แม่เหล็กปกตินั้นจะมีสองขั้ว คือเหนือและใต้ หากนำมาหักเป็นสองท่อน แต่ละท่อนก็จะกลายเป็นแท่งแม่เหล็กเหนือใต้เหมือนเดิม เพียงแต่ขนาดเล็กลง ไม่ได้กลายเป็นขั้วเหนือและใต้เดี่ยวๆ แยกจากกัน ไม่ว่าจะหักเป็นท่อนเล็กๆ สักกี่ครั้งก็ตาม ซึ่งต่างกับกรณีของประจุไฟฟ้าที่เราพบประจุบวกและลบแยกเป็นอิสระจากกันได้ นักฟิสิกส์หลายคนหวังว่า ในระดับพลังงานที่สูงมากๆ ของ LHC เราอาจจะสร้างแม่เหล็กขั้วเดี่ยวได้ ซึ่งสิ่งนี้จะช่วยคลี่คลายปริศนา"

แล้วเรื่องของหลุมดำที่เกิดขึ้น?

ด๊อกเตอร์ด้านฟิสิกส์จากมหิดลบอกว่าเรื่องนี้จริงๆ ไม่ใช่ประเด็นหลักของการทดลองในครั้งนี้ แต่มีหลายคนคิดไปว่าพลังงานของ LHC อาจจะสูงมากพอจนทำให้เกิดหลุมดำขนาดจิ๋วดูดกลืนโลกเข้าไป

"ถ้ามันเกิดขึ้น เราคิดว่ามันสามารถวิ่งทะลุโลกได้โดยไม่ได้รับอันตราย อีกอย่างที่เราเชื่อถ้ามันเกิดขึ้นจริงมันควรจะหายไปในพริบตาไม่ส่งผลกระทบใดๆ ทั้งสิ้น สมมุติว่ามันเกิดขึ้นจริงแล้วมันหายไปมันจะให้ความรู้แก่เรามหาศาล เป็นบททดสอบทฤษฎีหลายอย่าง ทำให้เราเข้าในทฤษฎี

ฟิสิกส์ใหม่ๆ มากขึ้นได้อนุภาคใหม่ๆ ออกมา โดยที่เราไม่เคยเจอมาก่อน และเรื่องนี้ไม่เกี่ยวกับการจะทำให้เกิดน้ำท่วมโลกด้วย" ดร.พิเชษฐ์กล่าวพร้อมกับหัวเราะ

หลังจากวันนี้แล้วมาเฝ้าดูกันว่าโลกจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร



เกี่ยวกับ "เซิร์น"

"เซิร์น" (CERN) หรือ องค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรป เพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ (European Center for Nuclear Research) ก่อตั้งมากว่า 50 ปีแล้ว โดยได้ทดลองเร่งอนุภาคในระดับพลังงานต่างๆ ตั้งแต่ไม่กี่สิบกิกะอิเล็กตรอนโวลต์ (GeV) ไปจนถึงหลายร้อย GeV และมีการค้นพบอนุภาคมูลฐานบางตัว รวมถึงการให้กำเนิด "เวริล์ด ไวล์ด เว็บ (www)" เมื่อปี 2533 ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารของคนทั้งโลก

เมื่อ 19 ปีที่แล้ว องค์กรนี้ได้ตัดสินใจสร้าง "เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี" ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่อยู่ในอุโมงค์ใต้เมืองเจนีวา สวิตเซอร์แลนด์ และชายแดนฝรั่งเศสลึกลงไป 100 เมตร ขดเป็นวงกลมระยะทาง 27 กิโลเมตร และมีแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด (Superconducting Magnet) ทำหน้าที่ควบคุมลำอนุภาคให้แบนจนเป็นเส้นรอบวง

ทั้งนี้ เครื่องเร่งอนุภาคแรกของเซิร์นซึ่งขดเป็นวงกลมเช่นเดียวกันนั้นมีความยาวเพียง 7 กิโลเมตร

ภายในองค์กรวิจัยวิทยาศาสตร์แห่งยุโรปนี้ จ้างนักวิทยาศาสตร์หลากหลายเชื้อชาติทำงานวิจัย เฉพาะเจ้าที่โดยตรงมีถึง 2,500 คน ขณะที่มีนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกอีกราว 8,000 คน ที่แวะเวียนมาทำงานวิจัยที่นี่

ปัจจุบันเซิร์นมีสมาชิกจาก 20 ประเทศในยุโรป ซึ่งมีหน้าที่และได้รับสิทธิพิเศษ โดยประเทศเหล่านี้ต้องร่วมลงทุนในค่าใช้จ่ายสำหรับการดำเนินงานของเซิร์น และมีส่วนร่วมในการตัดสินใจเกี่ยวกับองค์กรและกิจกรรมต่างๆ

สำหรับประเทศไทยก็เกี่ยวข้องกับเซิร์นในฐานะที่เป็นประเทศกลุ่ม "ไม่ใช่สมาชิก" (non-Member States) ซึ่งมีอยู่หลายประเทศ อาทิ จีน เวียดนาม อิหร่าน เกาหลี ไต้หวัน เป็นต้น

แม้ประเทศเหล่านี้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการลงทุนหรือร่วมกำหนดทิศทางการวิจัย แต่ก็ได้ใช้ประโยชน์ทางการศึกษาวิจัยจากข้อมูลการทดลองของเซิร์น



ควอนตัมจักรวาลใหม่

ให้ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับกลไกผลิตพลังงานของดวงอาทิตย์ และดาวอื่นๆ ทำให้เรามองลึกลงไปถึงธรรมชาติของจักรวาล อ่านง่ายไม่ซับซ้อน นำสู่แนวคิดสำคัญๆ และยิ่งกว่านั้นแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของเรื่องพวกนี้ต่อชีวิตประจำวันของเรา, โทนี่ เฮย์ และแพ็ตทริก วอลเตอร์ส-เขียน ดร.พิเชษฐ กิจธารา แปล สำนักพิมพ์มติชน www.matichonbook.com โทร.0-2580-0021 ต่อ 3305, 3306


Little Sun เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน1172 ครั้ง - ดาว 171 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 15 13 ก.ย. 2551 (10:48)
สรุปภาพรวมได้ดีครับ เข้าใจง่ายดี ลดเวลาอ่านไปเยอะเลย
Mc เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน5 ครั้ง - ดาว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 16 13 ก.ย. 2551 (20:59)

ไม่มีทางครับ ... ที่จะเกิดหลุมดำแล้วทำให้ โลกดับสูญ imposible ครับ (1)


ไม่มี ทางหรอกครับ ที่จะรู้จุดกำเนิดของ จักรวาล (2)


ผมไม่ใช่เป็นนักวิชาการ ครับ


ผมเป็นนักศาสนา แต่มันก็มีส่วนเกียวข้องกันตรงที่ ผมศึกษาคำภีร์ของศาสนาต่างๆ ครับ 


คำขยายที่ผม วงเล๊บไว้


(1) ไม่มีทางที่ โลกจะหายไป เพราะในคำภีร์ อัลกุรอ่าน และไบเบิล ระบุสาเหตุของการสิ้นโลก และยังไม่ใช่ ตอนนี้ครับ อีกนาน ครับ 


(2) ไมมีทางที่จะรู้ จุดกำเนิดของจักรวาลได้หรอก ครับเพราะพระเจ้าได้บอก ไว้ว่า พระเจ้าได้สร้าง จักรวาลและโลก นี้มาพร้อมๆ กัน โดยที่ทุกอย่าง ที่สร้างจะเกื้อกูลกันอย่างที่เห็น ปัจจุบันนี้ล้วรับ  


ผมคิดว่า ที่ผมพูดมาผมว่ามันก็ มีส่วนเกียวน่ะครับ 


อ๊ะ แน๊ะ  ผมรู้นะว่า คุณอาจจะคิดว่า "เอ๊ะ ไอ้นี้มัน งมงาย หรือไรสาระหรือป่าว"


อิอิ...ก่อนอื่น ถ้าคิดว่าผมไรสาระ ผมตัวเองหรือ นักวิทยาศาสตร ทั้งหลานยก่อน ว่า มีคำตอบที่แน่นอน แล้วหรือยัง หรือทฎษฎีที่กล่าวอ้าง มา ว่ามันเป็นคำตอบ ที่ชัดเจนเห็นเป็นรูปธรรม หรือแค่การสันนิฐาน แ้ล้วก็ทำการทดลอง 


แต่สำหรับผม บอกได้อย่างเดียวครับ ว่าถ้าจุดมุ่งหมายของการทดลองเพื่่อต้องการ ไขความลับจักรวาล ว่ามีต้นกำเฐนิดมาจากอะไร  ผลขอบอกเลยครบ ว่า ไม่มีทางที่จะเจอหรอกครับ ยังงัยก็ไม่เจอ แล้วโกลก็ไม่แตกครับ ทุกอย่างยังอยุ่เหมือนเดิม เรืองผลกระทบอื่น ๆ อาจจะมีครับ เป็นธรรมดาของการทดลองที่ พลังงาน และความเร็วเยอะขนาดนี้ 


แต่สุดท้าย ข่าวที่ออกมา จะบอกว่า สิ่งที่ทำการทดลองไ้ด้ผลเป็นอย่างมาก เราได้เข้าใกล้การค้นพบ จุดกำเนิดของจักรวาล !!@$#2 อะไรประมาณนี้ 


ถ้า CERN จะบอกประมาณนี้ ครับ 


จปแล้วครับ 


ปล > คิดซะว่าผมเสนอแนวความคิด ที่สวนกระแสหน่อยแล้วกันครับ 


NeverDieThailand เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน1 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 18 14 ก.ย. 2551 (13:29)

โฮ่


krish เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน1 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 19 15 ก.ย. 2551 (21:27)

เขาบอกว่าเดือนหน้าจะยิงอีกใช่ปะ???  ถ้าหลุมดำเกิดจะทำไงอะ


ferb เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน17 ครั้ง - ดาว 150 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 20 19 ก.ย. 2551 (11:40)

มีศาสนาเดียวที่ให้คำตอบทางวิทยาศาสตร์ได้ คือ ศาสนาพุทธ
ผมไม่ได้นับถือศาสนาใด แต่ผมเชื่อตามหลักของพุทธ จงอย่าเชื่อ 10 ประการ
ที่แน่ๆคือพระเจ้าไม่ได้เป็นผู้สร้างโลกแน่นอน


jeedzzzaa เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน1 ครั้ง - ดาว 150 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 21 19 ก.ย. 2551 (19:36)

ราคาของจุดกำเนิดจกรวาลแค่ไม่กี่ พัน,หมื่น,แสนล้านเหรียญเองเหรอ ? {#emotions_dlg.a4}จักรวาลอันหาที่สุดยังไม่ได้มีราคาเพียงแค่นั้นเองนะ ? {#emotions_dlg.a7} ก็เชื่อว่ายังไม่มีทางหาจุดกำเนิดจักรวาลได้หรอก


เค้าบอกว่าแค่ทำให้อนุภาควิ่งเร็วใกล้เคียงแต่ยังไม่เท่ากับแสงพอดี ก็คงหาคำตอบยังไม่ได้หรอก ตราบที่มันใกล้เคียงเราก็ได้แค่หากันต่อไป


คิดเล่นๆว่าคงจะต้องให้เท่ากับแสงพอดีเป๊ะ ต้องไม่มีทศนิมประเภท 99.9999...9อีกกี่ตำแหน่งดีล่ะ {#emotions_dlg.q5}ถ้ายังแบบนี้รับรองได้หาคำตอบไม่เจอ ไอ้ส่่วนที่ขาดไปนี่แหล่ะมั้งตัวปัญหาใหญ่ที่ต้องแก้ให้ได้


แต่ก็นะ... {#emotions_dlg.q6} ตราบใดที่เราสามารถหาตัวจริงของเราเจอเมื่อนั้นเราไม่ต้องเสียเงินหรืออะไรเลยสักอย่างเราก็คงรู้คำตอบของจักรวาลแน่นอน Yell


D.E.T. เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน15 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็น 22 20 ก.ย. 2551 (23:04)

แล้วลูกที่สองจะปล่อยอีกครั้งวันที่เท่าไหร่ครับ อยากรู้จัง


gapomsan เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปัน1 ครั้ง - ดาว 50 ดวง - โหวตเพิ่มดาว




เปี้ยว
(พิเชษฐ กิจธารา)

ผู้ชมข้อมูลนี้แล้ว 21,982 ครั้ง
เป็นสมาชิก: นานกว่า 11 ปี
แบ่งปันความรู้ 1,205 ครั้ง
ได้รับดาว 319 ดวง

โหวตเพิ่มดาว

 



ขอบคุณผู้สนับสนุน

Google  
องค์ความรู้ เว็บเพื่อนบ้าน
  • scimath
  • ฟิสิกส์ราชมงคล
  • โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
  • ติดต่อเรา ข้อมูลทั่วไป
  • ติดต่อลงโฆษณา
  • ร่วมงานกับเรา
  • ติดต่อสำนักงานวิชาการ
  • หน้าแรกวิชาการดอทคอม
  • วิชาการดอทคอมคือใคร
  • กฎ กติกา มารยาท
  • ผู้สนับสนุน คลิีกดูสถิติ
    อีเมล : star@vcharkarn.com
    โทรศัพท์ : 02-9620127
    Creative Commons License สงวนสิทธิ์บางประการภายใต้สัญญาอนุญาต ครีเอทีฟคอมมอนส์ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-ไม่ดัดแปลง 3.0 ประเทศไทย.
    ท่านสามารถนำเนื้อหาในส่วนบทความไปใช้ แสดง เผยแพร่ โดยต้องอ้างอิงที่มา ห้ามใช้เพื่อการค้าและห้ามดัดแปลง
    Page generated in3.8128 seconds !