แอลเอชซี ทดลองเร่งอะตอมตัวแรกเข้าใกล้ความเร็วแสง

BBC

BBCไทย – แอลเอชซี ทดลองเร่งอะตอมตัวแรกเข้าใกล้ความเร็วแสง

แอลเอชซี – องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรปหรือเซิร์น (CERN) แถลงว่าเครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่แอลเอชซี (LHC) ได้ทำการทดลองพิเศษก่อนปิดเครื่องซ่อมบำรุงประจำปี โดยได้เร่งให้อนุภาคของตะกั่วทั้งอะตอมเข้าใกล้ความเร็วแสง ซึ่งจะเป็นกุญแจสำคัญไปสู่การผลิตรังสีแกมมาพลังงานสูงที่อาจนำไปสู่การค้นพบสสารชนิดใหม่ได้

 

ตามปกติแล้วเครื่องชนอนุภาคแอลเอชซีมักทำการทดลองชนโปรตอน ซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานภายในนิวเคลียสของอะตอมเป็นหลัก แต่ในการทดลองพิเศษเมื่อวันที่ 25 ก.ค. ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจทดลองเร่งความเร็วของสสารทั้งอะตอมให้เข้าใกล้ความเร็วแสงเป็นครั้งแรก โดยใช้อะตอมของตะกั่วที่มีอิเล็กตรอน 1 ตัวในการทดลองครั้งนี้

นักฟิสิกส์และวิศวกรของเซิร์นระบุว่า การทดลองดังกล่าวถือเป็นขั้นแรกในการทดสอบแนวคิด “โรงงานรังสีแกมมา” (Gamma Factory) ซึ่งผู้เชี่ยวชาญคาดว่าการเร่งสสารทั้งอะตอมจะทำให้แอลเอชซีสามารถผลิตลำแสงรังสีแกมมาพลังงานสูงไว้ใช้ เพื่อค้นหาสสารชนิดใหม่ ๆ เช่นสสารที่มีมวลมาก หรือแม้แต่ผลิตสสารมืด (Dark matter) ขึ้นมาเองได้

หากแอลเอชซีสามารถเพิ่มศักยภาพในการเป็น “โรงงานรังสีแกมมา” ได้สำเร็จ จะมีการใช้เลเซอร์ยิงอะตอมที่ถูกเร่ง เพื่อให้อิเล็กตรอนกระโดดสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น เมื่ออิเล็กตรอนดังกล่าวกลับคืนสู่ภาวะปกติ จะมีการคายพลังงานในรูปของโฟตอนหรืออนุภาคของแสงที่มีพลังมหาศาลออกมา ซึ่งก็คือลำแสงรังสีแกมมาที่ต้องการนั่นเอง

แอลเอชซี
BBC / เครื่องชนอนุภาค LHC

แต่อย่างไรก็ตาม การเร่งอนุภาคทั้งอะตอมนั้นทำได้ยาก เพราะโครงสร้างของอะตอมที่เปราะบางอาจทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไประหว่างการทดลองและส่วนนิวเคลียสชนเข้ากับผนังท่อเร่งความเร็วได้ จึงต้องมีการทดสอบหาระดับพลังงานในการเร่งอนุภาคทั้งอะตอมที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดลำรังสีแกมมาที่มีความเสถียรเป็นเวลานานมากเพียงพอต่อการใช้งาน

รังสีแกมมาพลังงานสูงสามารถให้กำเนิดอนุภาคชนิดต่าง ๆ ทั้งที่เป็นสสารชนิดปกติทั่วไปเช่น ควาร์ก อิเล็กตรอน และอนุภาคมิวออน รวมทั้งสสารที่มีมวลมากซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปต่อไปเป็นสสารหายากเช่นสสารมืดได้

บทความก่อนหน้านี้นักท่องเที่ยวไทย ทยอยเดินทางออกจาก ภูเขาไฟรินจานี หลังติดค้างดินถล่ม!
บทความถัดไปเพียงเสี้ยวนาที! ช็อกทั้งขบวนบิ๊กไบก์ เกี่ยวกันคว่ำสาวตกรถโดนพ่วงทับแบน