เครื่องทุบอะตอมที่ทรงพลังที่สุดในโลกได้ทําการค้นพบที่ก้าวล้ํา
The Large Hadron Collider (LHC) เป็นเครื่องชนอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก: ความมหัศจรรย์ของฟิสิกส์อนุภาคสมัยใหม่ที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถดิ่งลงลึกของความเป็นจริง ในปี 2012 เครื่องทุบอะตอมขนาดใหญ่วงแหวนใต้ดินยาว 16.5 ไมล์ (27 กิโลเมตร) บนชายแดนฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ทําให้นักวิจัยสามารถหาหลักฐานสําหรับฮิกส์โบซอนที่มีชื่อเสียงและได้นําไปสู่การค้นพบอื่น ๆ อีกมากมาย
ใช้เวลานานแค่ไหนในการสร้างแฮดรอนคอลลิเดอร์ขนาดใหญ่?
ต้นกําเนิดของ LHC ยืดเยื้อไปจนถึงปี 1977 เมื่อเซอร์จอห์นอดัมส์อดีตผู้อํานวยการองค์การวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) แนะนําให้สร้างอุโมงค์ใต้ดินที่สามารถรองรับเครื่องเร่งอนุภาคที่สามารถเข้าถึงพลังงานสูงเป็นพิเศษตามรายงานประวัติศาสตร์ปี 2015 โดยนักฟิสิกส์ Thomas Schörner-Sadenius
โครงการได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการในอีก 20 ปีต่อมาในปี 1997 และการก่อสร้างเริ่มขึ้นบนวงแหวนที่ผ่านใต้ชายแดนฝรั่งเศส – สวิสสามารถเร่งอนุภาคได้ถึง 99.99% ความเร็วแสงและทุบเข้าด้วยกัน ภายในวงแหวนแม่เหล็ก 9,300 ตัวจะนําแพ็คเก็ตของอนุภาคที่มีประจุในสองทิศทางตรงกันข้ามในอัตรา 11,245 เท่าต่อวินาทีในที่สุดก็นําพวกเขามารวมกันเพื่อการชนแบบหัวตาม CERN สิ่งอํานวยความสะดวกที่มีความสามารถในการสร้างประมาณ 600 ล้านชนทุกวินาทีพ่นออกจํานวนอย่างไม่น่าเชื่อของพลังงานและทุกครั้งในขณะที่อนุภาคหนักที่แปลกใหม่และไม่เคยเห็นมาก่อน LHC ทํางานที่พลังงาน 6.5 เท่าสูงกว่าเครื่องเร่งอนุภาคที่ถือครองสถิติก่อนหน้านี้ Tevatron ที่ปลดประจําการของ Fermilab ในสหรัฐอเมริกา
LHC มีค่าใช้จ่ายรวม $ 8 พันล้านในการสร้างซึ่ง $ 531 ล้านซึ่งมาจากสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์มากกว่า 8,000 คนจาก 60 ประเทศต่าง ๆ ร่วมมือกันในการทดลอง คันเร่งเปิดคานครั้งแรกเมื่อวันที่ 10 กันยายน 2008 อนุภาคชนกันเพียงหนึ่งในสิบล้านของความเข้มการออกแบบเดิม มันปิดในปี 2018 เพื่ออัปเกรดและเปิดอีกครั้งในวันที่ 22 เมษายน 2022 ด้วยพลังงานที่สูงขึ้นและเพิ่มอัตราการชนเป็นสองเท่า เป้าหมายคือการเพิ่มพลังงานของการชนกันเป็นสถิติทําลาย 13.6 TeV
แฮดรอน คอลลิเดอร์ตัวใหญ่สามารถทําลายโลกได้หรือไม่?
ก่อนที่มันจะเริ่มปฏิบัติการมีความกลัวว่าเครื่องทุบอะตอมใหม่จะทําลายโลกบางทีโดยการสร้างหลุมดําที่สิ้นเปลืองทั้งหมด แต่นักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงคนใดจะระบุว่าความกังวลดังกล่าวไม่มีมูลความจริง
”LHC ปลอดภัยและข้อเสนอแนะใด ๆ ที่อาจมีความเสี่ยงคือนิยายที่บริสุทธิ์”นั่นไม่ได้หมายความว่าสิ่งอํานวยความสะดวกจะไม่เป็นอันตรายหากใช้อย่างไม่เหมาะสม ถ้าคุณจะติดมือของคุณในคานซึ่งมุ่งเน้นพลังงานของเรือบรรทุกเครื่องบินในการเคลื่อนไหวลงไปที่ความกว้างน้อยกว่ามิลลิเมตรมันจะทําให้หลุมขวาผ่านมันแล้วรังสีในอุโมงค์จะฆ่าคุณ
LHC พบอะไรบ้าง
Physicists and engineers replaced the heart of the CMS experiment in 2017 to improve its ability to make precise measurements.นักฟิสิกส์และวิศวกรเข้ามาแทนที่หัวใจของการทดลอง CMS ในปี 2017 เพื่อปรับปรุงความสามารถในการวัดที่แม่นยํา (เครดิตภาพ: CERN)
ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา LHC ได้ทุบอะตอมเข้าด้วยกันสําหรับการทดลองหลักสองอย่างคือ ATLAS และ CMS ซึ่งทํางานและวิเคราะห์ข้อมูลแยกกัน นี่คือเพื่อให้แน่ใจว่าการทํางานร่วมกันไม่มีอิทธิพลต่ออีกฝ่ายและแต่ละคนให้การตรวจสอบการทดลองน้องสาวของพวกเขา เครื่องมือนี้ได้สร้างเอกสารทางวิทยาศาสตร์มากกว่า 2,000 ฉบับในหลายพื้นที่ของฟิสิกส์อนุภาคพื้นฐาน
เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2012 โลกวิทยาศาสตร์เฝ้าดูด้วยลมหายใจที่ค้างคาวเมื่อนักวิจัยที่ LHC ประกาศการค้นพบ Higgs boson ซึ่งเป็นชิ้นส่วนปริศนาชิ้นสุดท้ายในทฤษฎีอายุห้าทศวรรษที่เรียกว่าแบบจําลองมาตรฐานของฟิสิกส์ แบบจําลองมาตรฐานพยายามที่จะบัญชีสําหรับอนุภาคที่รู้จักกันทั้งหมดและแรง (ยกเว้นแรงโน้มถ่วง) และปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา ย้อนกลับไปในปี 1964 ปีเตอร์ ฮิกส์ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเขียนบทความเกี่ยวกับอนุภาคที่ตอนนี้มีชื่อของเขาอธิบายว่ามวลเกิดขึ้นในจักรวาลอย่างไร
ฮิกส์เป็นสนามที่แทรกซึมพื้นที่ทั้งหมดและลากบนอนุภาคทุกตัวที่เคลื่อนที่ผ่านมัน อนุภาคบางตัวพุ่งผ่านสนามช้ากว่าและสิ่งนี้สอดคล้องกับมวลที่ใหญ่กว่า ฮิกส์โบซอนเป็นการแสดงออกของสาขานี้ซึ่งนักฟิสิกส์ได้รับการไล่ล่าหลังจากครึ่งศตวรรษ LHC ถูกสร้างขึ้นอย่างชัดเจนเพื่อจับภาพเหมืองที่เข้าใจยากนี้ในที่สุด ในที่สุดก็พบว่าฮิกส์มีมวลของโปรตอน 125 เท่าทั้งปีเตอร์ฮิกส์และนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวเบลเยียม Francois Englert ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2013 สําหรับการทํานายการดํารงอยู่ของมัน
This track is an example of simulated data modeled for the CMS detector on the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, which began taking data in 2008.แทร็กนี้เป็นตัวอย่างของข้อมูลที่จําลองสําหรับเครื่องตรวจจับ CMS บน Hadron Collider ขนาดใหญ่ (LHC) ที่ CERN ซึ่งเริ่มรับข้อมูลในปี 2008 (เครดิตภาพ: ลูคัส เทย์เลอร์/CERN)แม้จะมีฮิกส์อยู่ในมือนักฟิสิกส์ไม่สามารถพักผ่อนได้เพราะรุ่นมาตรฐานยังคงมีหลุมบาง สําหรับหนึ่งมันไม่ได้จัดการกับแรงโน้มถ่วงซึ่งส่วนใหญ่ถูกปกคลุมด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ นอกจากนี้ยังไม่ได้อธิบายว่าทําไมจักรวาลถูกสร้างขึ้นจากสสารและไม่ใช่ปฏิสสารซึ่งควรจะถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณในช่วงเริ่มต้นของเวลา และมันเงียบไปหมดเกี่ยวกับสสารมืดและพลังงานมืด ซึ่งยังไม่ถูกค้นพบเมื่อมันถูกสร้างขึ้นครั้งแรก
credit : netzwerk-kulturgut.org powerslide-croatia.com power-webserver.com sunflower-children.org power-enlarge.com
