Large Hadron Collider : LHC

ผลการทดลองหาจุดกำเหนิดจักรวาล(CERN)
รอมากว่า 20 ปี ลำโปรตอนแรกสู่เครื่องเร่งอนุภาคใหญ่ที่สุดในโลก

"เซิร์น" กดปุ่มเดินเครื่องแอลเอชซี ยิงบีมแรก ทดสอบลำอนุภาควิ่งครบรอบ ในห้องทดลองยักษ์ใต้ดิน เปิดประเดิมภารกิจไขปริศนากำเนิดจักรวาล ที่นักฟิสิกส์ตั้งตาคอย นับเป็นวันที่หลายคนลุ้นว่า เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่สุดในโลก

"แอลเอชซี" (Large Hadron Collider : LHC) ที่องค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ (European Center for Nuclear Research) หรือชื่อย่อตามภาษาฝรั่งเศสอันเป็นต้นกำเนิดเดิม นามว่า "เซิร์น" (CERN) กำหนดให้วันที่ 10 ก.ย.51 เป็นเวลาแห่งการเดินเครื่อง เพื่อการทดลองค้นหาคำตอบที่นักฟิสิกส์ตั้งคำถามมายาวนาน

ณ เดอะโกลบ อันเป็นห้องรับแขกของเซิร์น บริเวณนอกเมืองเจนีวา สวิตเซอร์แลนด์ คึกคักตั้งแต่เช้าตรู่ เพื่อต้อนรับนักข่าวจากทั่วโลก โดยเซิร์นพร้อมเปิดบ้าน ให้ผู้สื่อข่าวเป็นสักขีพยานในการยิงลำแสงแรก ในช่วงเช้าของเวลาทำการ ซึ่งช้ากว่าประเทศไทย 5 ชั่วโมง พร้อมทั้งส่งสัญญาณดาวเทียมสู่สถานีโทรทัศน์ทั่วโลก (หากสถานีใดต้องการ) และยังมีการถ่ายทอดสดผ่านเว็บแคสต์ ให้ได้ชมกันผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์ แต่ดูเหมือนว่าการจราจรบนโลกไซเบอร์จะคับคั่งกว่าที่เซิร์นคาดการณ์ไว้ จึงทำให้หลายๆ พื้นที่ไม่สามารถเข้าชมได้ (รวมถึงทีมงานผู้จัดการวิทยาศาสตร์ด้วย)

ทั้งนี้ ในเวลา 09.30 น. หรือ 14.30 น. ตามเวลาประเทศไทย ลำโปรตอนลำแรกได้ถูกยิงเข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี ซึ่งอาจนับได้ว่าเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุด ซับซ้อนที่สุด และมีมูลค่ามากที่สุดในโลก โดยใช้เวลาสร้างนานถึง 20 ปี กว่าจะได้เดินหน้ายิงลำแสงแรกในวันนี้

เมื่อยิงลำโปรตอนไปแล้ว ต้องรอประมาณ 5 วินาที จึงจะได้ข้อมูลการเดินทางของลำแสง เพื่อวิเคราะห์ต่อไป

อย่างไรก็ดี ในวันแรกของการเปิดใช้เครื่องเร่งอนุภาค หรือ เฟิร์สต์บีมเดย์ (LHC First Beam Day) ครั้งนี้ จะยังไม่มีการชนกันของลำโปรตอนแต่อย่างใด เป็นแค่เพียงการยิงลำแสง 1 ลำเพื่อตรวจสอบดูว่า ลำโปรตอนสามารถเดินทางได้รอบท่อตามที่คำณวนไว้หรือไม่

ส่วนการทดลองยิงลำโปรตอนเพื่อชนกันของอนุภาคครั้งแรกนั้น ทางเซิร์นเปิดเผยว่า คงจะอีกหลายสัปดาห์ถัดจากนี้

ภาพถ่ายผ่านดาวเทียม

“เซิร์น” คำนวณพลาด! แม่เหล็กยักษ์เสียหายก่อนได้ไขปริศนาจักรวาล

ไทม์ออนไลน์/บีบีซีนิวส์/เดอะรีจิสเตอร์ - ก่อนได้ไขปริศนา “บิ๊กแบง” ของจักรวาล “เซิร์น” ก็เจอระเบิดใต้เขตแดนสวิตซ์และฝรั่งเศสเสียก่อน เหตุเกิดจาก “เฟอร์มิแล็บ” คำนวณการออกแบบแม่เหล็กผิดพลาด คาดการเดินเครื่องครั้งใหญ่อาจต้องเลื่อนออกไปอีกหลายเดือนหลังจากที่กำหนดไว้ปลายปีนี้

“เซิร์น” (CERN) หรือองค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ (European Organization for Nuclear Research) ซึ่งมีห้องปฏิบัติการด้านฟิสิกส์อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกอยู่ลึกลงไปใต้ดิน 100 เมตรบริเวณรอยต่อประเทศสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส เพิ่งจะติดตั้งแม่เหล็กยักษ์ของเครื่องตรวจวัดอนุภาค “ซีเอ็มเอส” (Compact Muon Solenoid: CMS) ไปเมื่อปลายเดือน ก.พ. ที่ผ่านมา ซึ่งแม่เหล็กดังกล่าวเป็นอุปกรณ์หนึ่งที่จะช่วยไขปริศนา “บิ๊กแบง” หรือกำเนิดจักรวาลได้

ยังไม่ทันที่จะมีการเดินเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกก็เกิดระเบิดขึ้นในอุโมงค์ของห้องปฏิบัติการเมื่อปลายเดือน มี.ค.ทำให้แม่เหล็กยักษ์ตัวหนึ่งของเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ “แอลเอชซี” (Large Hadron Collider: LHC) เสียหาย อุบัติเหตุดังกล่าวเกิดขึ้นระหว่างการทดสอบแรงดันระดับสูง แต่ความไม่สมดุลของแรงจากแรงดันของก๊าซฮีเลียมที่หล่อเย็นภายในอุโมงค์ได้ดันแม่เหล็กที่หนักกว่า 20 ตัน จนเป็นเหตุให้โครงสร้างยึดแม่เหล็กชำรุดและเกิดอุบัติเหตุในที่สุด

“มันเป็นระเบิดนรกจริงๆ ภายในอุโมงค์ที่ติดตั้งเครื่องจักรเต็มไปด้วยก๊าซฮีเลียมและฝุ่น เราต้องเรียกหน่วยดับเพลิงให้เข้ามาอพยพผู้คน คนที่ทำงานทดสอบต้องเผชิญหน้ากับความตาย แต่พวกทั้งหมดก็ไปอยู่ในที่ปลอดภัยและไม่มีใครได้รับบาดเจ็บ” ดร.ลิน อีวานส์ (Dr. Lyn Evans) หัวหน้าโครงการก่อสร้างเครื่องเร่งอนุภาคของเซิร์นเปิดเผยถึงอุบัติเหตุดังกล่าวว่าเป็นการระเบิดที่จะก่อให้เกิดอันตรายได้อย่างมาก และนักวิจัยบางคนก็ได้เห็นการไหลของก๊าซที่เป็นต้นเหตุของการระเบิด

ต้นเหตุจริงๆ ของอุบัติเหตุเกิดมาจากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ผิดพลาดในการก่อสร้างแม่เหล็กยักษ์ซึ่งรับผิดชอบโดย ห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอนุภาคแห่งชาติเฟอร์มิ (Fermi National Acceleratory Laboratory) หรือเฟอร์มิแล็บ (Fermilab) ของทบวงพลังงานสหรัฐ แต่ในเบื้องต้นทีมวิจัยยืนยันว่าความผิดพลาดนี้จะไม่มีการโยนความผิดให้กับใคร

อย่างไรก็ดี ปิแอร์ ออดดัน (Pier Oddone) ผู้อำนวยการเฟอร์มิแล็บก็มีท่าทีโกรธเป็นฟืนเป็นไฟและกระอักกระอ่วนต่อเหตุการณ์ดังกล่าว โดยเขามีข้อความถึงทีมงานของเฟอร์มิแล็บว่าพวกเขาได้ทำเรื่องที่น่า “ขายหน้า” ที่สุดบนเวทีโลก

“เราพบความโง่ของตัวเองที่พลาดการสมดุลแรงซึ่งเป็นเรื่องพื้นๆ และไม่ใช่แค่ความผิดพลาดเพียงครั้งเดียวในการออกแบบทางวิศวกรรม แต่เป็นความผิดพลาดถึง 4 ครั้งที่มีการตรวจสอบตั้งแต่ปี 2541-2545 ก่อนที่จะมีการลงมือสร้างแม่เหล็กจริงๆ” ผู้อำนวยการเฟอร์มิแล็บกล่าว

และช่างเป็นเรื่องประจวบเหมาะที่เฟอร์มิแล็บได้รับจากการเลื่อนกำหนดเดินเครื่องเร่งอนุภาคของเซิร์น เพราะนักวิจัยของเฟอร์มิแล็บเองก็ตั้งใจที่จะเดินเครื่องเร่งอนุภาค “เทวาตรอน” (Tevatron) ซึ่งเป็นคู่แข่งของเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีแต่ใช้พลังงานน้อยกว่า ทั้งนี้ทีมงานของเฟอร์มิแล็บจะให้พลังงานแก่เทวาตรอนมากขึ้น โดยหวังว่าพวกเขาจะได้ค้นพบอนุภาค “ฮิกก์” (Higgs) ก่อนที่จะเดินเครื่องแอลเอชซี เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นถึงกับทำให้ทีมวิจัยของแอลเอชซีค่อนขอดว่าการยืดเวลาออกไปเป็นที่ต้องการของทีมวิจัยจากสหรัฐพอดี

สำหรับเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีนั้นถูกออกแบบสำหรับการชนกันของอนุภาคโปรตอนที่ความเร็วใกล้แสง โดยหวังว่าการชนนี้จะทำให้เกิดอนุภาคใหม่ที่เรียกว่า "ฮิกก์" ตามที่นักทฤษฎีได้คาดการณ์ไว้ และอนุภาคดังกล่าวจะเป็นกุญแจสำคัญที่จะอธิบายคุณสมบัติของสสาร อาทิ สสารมีมวลและน้ำหนักได้อย่างไร เป็นต้น

แอลเอชซีนั้นประกอบด้วยท่อ 2 ท่อซึ่งเชื่อมต่อกัน แต่ละท่อบรรจุลำอนุภาคโปรตอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้แสงและวิ่งวนอยู่ในท่อด้วยแรงแม่เหล็ก โดยแม่เหล็กเหล่านั้นเป็นแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดซึ่งหมายความว่าจะต้องหล่อเย็นส่วนประกอบทั้งหมดของเครื่องเร่งอนุภาคที่อุณหภูมิ -268 องศาเซลเซียส โดยการเติมฮีเลียมเหลวในท่อ ขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ก็ต้องบังคับให้ลำโปรตอนที่มีอนุภาคจำนวนมหาศาลนั้นมีความหนาน้อยกว่าเส้นผม ซึ่งแม่เหล็กที่ทำหน้าที่ดังกล่าวก็ได้ระเบิดไประหว่างการทดสอบแรงดัน

ทดลองเพื่อสนองเพียงความอยากรู้อยากเห็นเท่านั้นหรือ?