“เซิร์น” ฝังแม่เหล็กยักษ์ลงใต้ดิน-อุปกรณ์สำคัญไขปริศนาจักรวาล

บีบีซีนิวส์/ยูซีอาร์/ยูเรก้าอะเลิร์ท/เอเยนซี
- การทดลองเพื่อไขปริศนาจักรวาลใกล้จะเริ่มขึ้น หลัง “เซิร์น” ติดตั้งแม่เหล็กยักษ์ 1,920 ตัน กว้าง 17 เมตร สูง 16 เมตร และยาว 13 เมตร ลงใต้ดินลึก 100 เมตร

การประกอบเครื่องตรวจอนุภาคจะแล้วเสร็จไม่เกิน ก.ย. พร้อมเดินเครื่องจับอนุภาคชนกัน พ.ย.นี้

หลังรอลุ้นอย่างใจจดใจจ่อของเหล่านักวิทยาศาสตร์และผู้เกี่ยวข้อง ในที่สุดการติดตั้งแกนแม่เหล็กยักษ์ 1,920 ตัน ของเครื่องตรวจวัดอนุภาค “ซีเอ็มเอส” (Compact Muon Solenoid: CMS) ลงใต้ดินลึก 100 เมตรบริเวณรอยต่อประเทศสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส ซึ่งเป็นที่ตั้งของห้องปฏิบัติการด้านฟิสิกส์อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก “เซิร์น” (CERN) หรือองค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ (European Organization for Nuclear Research) เมื่อวันที่ 28 ก.พ. ก็ผ่านไปได้ด้วยดี และการทดลองเพื่อไขปริศนาจักรวาลก็จะเริ่มขึ้นในวันที่ 30 พ.ย.นี้

ชิ้นส่วนยักษ์ของซีเอ็มเอสที่หนักเทียบเท่ากับเครื่องบินเจ็ท 5 ลำนี้มีความกว้าง 17 เมตร สูง 16 เมตร และยาว 13 เมตร เป็นอุปกรณ์ที่จะช่วยตรวจวัดอนุภาคที่ถูกเร่งให้ชนกันโดยเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ “แอลเอชซี” (Large Hadron Collider: LHC) ที่ติดตั้งอยู่ลึกลงไปใต้ดินเช่นกัน ซึ่งจะเริ่มทดลองในเดือน พ.ย.นี้ โดยชิ้นส่วนของซีเอ็มเอสถูกประกอบไปแล้ว 7 ชิ้นและยังเหลืออุปกรณ์อีก 8 ชิ้นที่จะติดตั้งอุปกรณ์ในอุโมงค์ยักษ์ให้แล้วเสร็จไม่เกินเดือนกันยายนที่จะถึงนี้

“นี่คือความท้าทายทางวิศวกรรมเพราะมีช่องว่างระหว่างตัวเครื่องกับกำแพงเพียงแค่ 20 เซนติเมตรเท่านั้น ซึ่งเครื่องตรวจวัดจะถูกแขวนด้วยสายเคเบิลขนาดใหญ่ที่มีเชือก 55 เส้นพันเป็นสายเกลียว และผูกติดกับระบบแม่แรงไฮโดรลิก โดยผ่านการควบคุมทางหน้าจอเพื่อสร้างมั่นใจว่าเครื่องตรวจวัดจะไม่แกว่งหรือเอียงขณะติดตั้ง” ออสติน บอล (Austin Ball) นักฟิสิกส์ของเซิร์นและผู้ประสานงานด้านเทคนิคของซีเอ็มเอสกล่าว

ทั้งนี้ในการสร้างเครื่องซีเอ็มเอสต้องอาศัยความร่วมมือของนักฟิสิกส์ประมาณ 1,500 คน และ 1 ใน 3 เป็นนักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐ โดยมีห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอนุภาคแห่งชาติเฟอร์มิ (Fermi National Acceleratory Laboratory) หรือเฟอร์มิแล็บ (Fermilab) ของทบวงพลังงานสหรัฐ เป็นเจ้าภาพหลักในการทดลอง และนักวิทยาศาสตร์สหรัฐก็เป็นแกนในการออกแบบ สร้างและขนส่งอุปกรณ์สำคัญหลายชิ้นสำหรับเครื่องซีเอ็มเอสไปยังเซิร์น

ปัจจุบันสหรัฐได้ให้เงินสนับสนุนการสร้างซีเอ็มเอสจนเกือบสมบูรณ์แล้ว 98% และการเคลื่อนย้ายขดลวดแม่เหล็กยักษ์ชิ้นส่วนสำคัญของซีเอ็มเอสที่จะช่วยสร้างแผนภาพของอนุภาคที่แม่นยำด้วยสนามแม่เหล็กก็เป็นผลงานของทีมนักวิทยาศาสตร์จากเฟอร์มิแล็บ

ทั้งนี้อาศัยการสังเกตความโค้งทางเดินของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็ก นักฟิสิกส์สามารถคำนวณพลังงานมหาศาลที่ปลดปล่อยออกมาจากการชนกันของโปรตอนนับพันล้านอนุภาคซึ่งจะเกิดขึ้นภายในเครื่องเร่งอนุภาคในอีกไม่ช้า

นอกจากเครื่องซีเอ็มเอสแล้วบรรดานักฟิสิกส์ก็เตรียมติดตั้งเครื่องตรวจวัดอนุภาคตระกูลเดียวกันนี้แต่มีขนาดเล็กกว่าที่ชื่อ “แอตลาส” (ATLAS) เพื่อบันทึกข้อมูลการทดลองจากเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีที่เซิร์น สถานที่ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าพวกเขาจะค้นพบพื้นฐานของจักรวาลได้จากการชนกันของโปรตอนที่มีพลังงานสูงมากๆ

ไม่เพียงแค่การทำให้อนุภาคใหม่ที่ไม่เคยพบมาก่อนในโลกได้ปรากฏออกมาเท่านั้น แต่การทดลองด้วยเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีอาจจะช่วยอธิบายได้ว่าทำไมอนุภาคเหล่านั้นจึงมีอยู่และทำไมจึงประพฤติตัวอย่างที่เป็น เหล่านักวิทยาศาสตร์อาจค้นพบจุดกำเนิดของมวล แสงสีของสสารมืด (Dark matter) ไขความลับสมมาตรของจักรวาลที่ซ่อนตัวอยู่ และรวมไปถึงการค้นพบมิติพิเศษในอวกาศ

สำหรับเซิร์นนั้นเป็นองค์กรความร่วมมือในการวิจัยนิวเคลียร์ของยุโรปที่ก่อตั้งเมื่อปี 2497 มีสำนักงานใหญ่ที่กรุงเจนีวา สวิตเซอร์แลนด์ ปัจจุบันมีประเทศสมาชิก 19 ประเทศ ได้แก่ ออสเตรีย เบลเยียม บัลแกเรีย สาธารณรัฐเชค เดนมาร์ก ฟินแลนด์ฝรั่งเศส เยอรมนี กรีซ ฮังการี อิตาลี เนเธอร์แลนด์ นอร์เวย์ โปแลนด์ โปรตุเกส สโลวาเกีย สเปน สวีเดน สวิตเซอร์แลนด์ และสหราชอาณาจักร ขณะที่มีอินเดีย อิสราเอล ญี่ปุ่น รัสเซีย สหรัฐ ตุรกี คณะกรรมาธิการยุโรปและองค์การศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ (ยูเนสโก) ร่วมเป็นผู้สังเกตการณ์