“เซิร์น” ตัดริบบิ้น เปิดเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่สุดในโลก พร้อมยิงลำแสงแรกทดสอบการทำงาน ก่อนวางแผนปล่อยอนุภาคชนกัน หา “อนุภาคพระเจ้า” ต้นตอมวลในเอกภพ นักฟิสิกส์ชี้ยังไม่ตื่นเต้น แค่อุ่นเครื่อง ระบุแม้เกิดหลุมดำจิ๋วก็สลายตัวอย่างรวดเร็ว ไม่ถึงขั้นกลืนกินโลก
เสียงปรบมือของเหล่านักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่ง ที่อยู่ ณ ที่ทำการ “เซิร์น” หรือ องค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อการวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ ที่เมืองเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ดังขึ้นทันทีที่แสงโปรตอนลำแรก ถูกยิงเข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี เมื่อเวลา 09.30 น. ของวานนี้ (10 ก.ย.) ตามเวลาท้องถิ่น ถือเป็นการตัดริบบิ้นเปิดภารกิจการทดลองเพื่อค้นหาต้นกำเนิดของจักรวาลอย่างเป็นทางการ
แม้ว่า กิจกรรมเมื่อวานนี้ ที่เซิร์นเรียกว่า “เฟิร์สต์ เดย์ บีม” จะเป็นเพียงแค่การอุ่นเครื่อง ก่อนสู่การทดลองขนาดใหญ่จริงๆ แต่เกิดขึ้นท่ามกลางความตื่นตระหนกว่า จะส่งผลให้โลกจะระเบิด และอาจเกิดหลุมดำกลืนกินโลกทั้งใบ
หากแท้จริงแล้วการทดลองดังกล่าว เป็นเพียงการเตรียมความพร้อม ก่อนที่จะเร่งให้อนุภาคชนกัน ซึ่งนายนรพัทธ์ ศรีมโนภาษณ์ นิสิตปริญญาเอก ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งทำวิจัยร่วมกับเซิร์น และเคยวิจัยอยู่ที่สถานีตรวจวัดอนุภาคของเซิร์น กล่าวว่า การทดลองครั้งนี้ เป็นเพียงการทดสอบดูว่า ลำอนุภาคสามารถวิ่งได้ครบรอบหรือไม่ ยังไม่มีการเร่งอนุภาคใดๆ และเป็นการประกาศถึงความพร้อมอย่างเป็นทางการ
อย่างไรก็ดี เมื่อถึงวันที่ลำโปรตอนชนกันจริง จะทำให้เกิดข้อมูลมากมายมหาศาล โดยระบบจะเลือกข้อมูลที่น่าสนใจออกมา เทียบได้เท่ากับความจุของแผ่นวีซีดี 1 แผ่นต่อ 1 วินาที ดังนั้นตลอดทั้งปี จะมีข้อมูลออกมาเทียบเท่าวีซีดีประมาณ 23 ล้านแผ่น ซึ่งข้อมูลมากมายขนาดนี้ เซิร์นจำเป็นต้องใช้ระบบคอมพิวเตอร์กริด เพื่อเก็บและวิเคราะห์ข้อมูล โดยต้องเชื่อมกับศูนย์คอมพิวเตอร์ทั่วโลกที่โยงกันกว่า 60,000 เครื่อง
การทดลองของเซิร์น เกิดขึ้นภายในท่อนำอนุภาค ที่อยู่ในอุโมงค์และขดเป็นวงกลมระยะทาง 27 ก.ม. ซึ่งฝังอยู่ระหว่างชายแดนฝรั่งเศส-สวิตเซอร์แลนด์ ลึกลงไปใต้ดิน 100 ม. โดยโครงการได้เริ่มตอกเสาเข็มก่อสร้างมากว่า 20 ปี
ทั้งนี้ เป้าหมายสำคัญส่วนหนึ่งคือ การไขปริศนาจุดเริ่มต้นของกำเนิดจักรวาล ไม่ว่าจะเป็นการตอบคำถามว่า สสารต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นตัวเรานั้น เกิดขึ้นได้อย่างไร ซึ่งอนุภาค “ฮิกก์ส” ที่ได้รับการขนานนามว่า เป็น “อนุภาคพระเจ้า” คือสิ่งสำคัญที่นักฟิสิกส์ต้องการค้นหาให้พบ เพื่อที่จะอธิบายว่ามวลเกิดขึ้นได้อย่างไร และทำไมบางอนุภาคจึงมีมวล ขณะที่บางอนุภาคไม่มีมวล
นอกจากนี้ เครื่องเร่งอนุภาคของเซิร์น ยังเป็นเครื่องมือที่จะพิสูจน์ทฤษฎีฟิสิกส์อีกมากมาย โดยนายนรพัทธ์อธิบายว่า นักฟิสิกส์ต่างมีทฤษฎีที่เชื่อว่าเป็นจริง และต่างรอผลที่เกิดขึ้น จากการทดลองจับอนุภาคชนกัน เพื่อนำไปทดสอบทฤษฎีต่างๆ
”เครื่องเร่งอนุภาค จะเหวี่ยงให้ลำอนุภาค 2 ลำ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง ในทิศทางตรงข้ามกัน เมื่อถึงระดับพลังงานที่ต้องการ ก็บังคับให้ลำอนุภาคชนกันบริเวณที่มีเครื่องตรวจวัดอนุภาค” นายนรพัทธ์อธิบาย และเมื่ออนุภาคชนกัน จะเปลี่ยนไปเป็นพลังงาน ในระยะที่เร็วกว่าเสี้ยววินาที ก่อนที่จะเปลี่ยนกลับเป็นอนุภาคต่างๆ ที่เรารู้จักและตรวจวัดได้
สำหรับทฤษฎีอื่นๆ ที่รอพิสูจน์จากการทดลองของเซิร์น อาทิ ทฤษฎีสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งเป็นอธิบายว่าอนุภาคมูลฐานนั้นมี “คู่ยิ่งยวด” ซึ่งมีมวลมากกว่า เช่น สสารและปฏิสสาร โดยเชื่อกันว่าคู่ยิ่งยวดนี้ เกิดขึ้นและสลายตัวอย่างรวดเร็ว เพราะมีมวลมากทำให้ไม่เสถียร และจะสร้างคู่ยิ่งยวดขึ้นมา ต้องสร้างเงื่อนไขให้คล้ายบิกแบง
ยังมี ทฤษฎีซูเปอร์สตริง ซึ่งเป็นทฤษฎีที่พยายามอธิบายอนุภาคและแรงพื้นฐานด้วยทฤษฎีเดียว โดยจำลองให้อนุภาคและแรงพื้นฐานเหล่านั้นคือการสั่นของเชือกเส้นเล็กๆ และแบบจำลองที่สมมติว่าเอกภพมีมากกว่า 4 มิติ โดยเรารับรู้ได้ถึงมิติของความกว้าง ยาว สูงและเวลา แต่ทฤษฎีนี้เสนอว่าเอกภพมีมิติมากกว่านี้
ส่วนความกังวลว่าจะเกิดหลุมดำกลืนกินโลกอันเป็นประเด็นร้อนในสังคมนั้น ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผู้ศึกษาทฤษฎีสตริง ได้อธิบายไว้ว่า ในการทดลอง เป็นไปได้ที่จะเกิด “หลุมดำจิ๋ว” แต่หลุมดำที่เกิดขึ้นนี้ เล็กเกินกว่าจะดูดกลืนโลกหรืออนุภาคอื่นๆ และสลายตัวอย่างรวดเร็ว
ส่วนโอกาสเกิดระเบิดล้างโลก จากการทดลองของแอลเอชซีนั้น เขากล่าวว่าไม่เกิดขึ้นอย่างแน่นอน เพราะปฏิกิริยาในเครื่องเร่งอนุภาคนั้น มีมวลน้อยเกินกว่าจะเกิด “มวลวิกฤต” ที่ทำให้เกิดระเบิดเช่นเดียวกับระเบิดนิวเคลียร์
สำหรับการทดลองเมื่อวานที่ผ่านมา เขามองว่ายังไม่น่าตื่นเต้นเท่าใด เพราะยังเดินเครื่องไม่เต็มที่ โดยอยู่ที่ระดับพลังงาน 0.4 เทราอิเล็กตรอนโวลต์เท่านั้น ซึ่งที่ระดับพลังงานนี้ยังไม่น่าจะได้พบอะไรใหม่ ขณะที่เครื่องแอลเอชซีสามารถเร่งอนุภาคได้ถึง 14 เทราอิเล็กตรอนโวลต์ แต่คาดว่าต้องใช้เวลาอีก 3-5 ปีจึงจะมีผลการทดลอง ที่ฟันธงได้ว่ามีอนุภาคฮิกก์สหรือหลุมดำหรือไม่
ขณะที่ ลิน อีวานส์ หัวหน้าโครงการเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี กล่าวหลังการทดสอบการยิงลำอนุภาค เข้าเครื่องเร่งอนุภาคที่ผ่านไปด้วยดีว่า ต้องใช้เวลาอีกนับเดือน ในการเตรียมความพร้อม ก่อนที่จะได้เริ่มการทดลองเร่งให้อนุภาคชนกัน
อย่าไรก็ดี เราคงต้องลุ้นกันอีกทีว่า การทดลองอันยิ่งใหญ่ของมวลมนุษยชาติ จะสำเร็จได้ด้วยดีหรือไม่ และอย่างน้อยเวลานี้ ผู้คนทั่วโลกก็ได้รู้จักการทดลองระดับโลกจากคนเล็กๆ ที่พยายามจะไขปริศนากำเนิดจักรวาล.
เสียงปรบมือของเหล่านักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่ง ที่อยู่ ณ ที่ทำการ “เซิร์น” หรือ องค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อการวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ ที่เมืองเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ดังขึ้นทันทีที่แสงโปรตอนลำแรก ถูกยิงเข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี เมื่อเวลา 09.30 น. ของวานนี้ (10 ก.ย.) ตามเวลาท้องถิ่น ถือเป็นการตัดริบบิ้นเปิดภารกิจการทดลองเพื่อค้นหาต้นกำเนิดของจักรวาลอย่างเป็นทางการ
แม้ว่า กิจกรรมเมื่อวานนี้ ที่เซิร์นเรียกว่า “เฟิร์สต์ เดย์ บีม” จะเป็นเพียงแค่การอุ่นเครื่อง ก่อนสู่การทดลองขนาดใหญ่จริงๆ แต่เกิดขึ้นท่ามกลางความตื่นตระหนกว่า จะส่งผลให้โลกจะระเบิด และอาจเกิดหลุมดำกลืนกินโลกทั้งใบ
หากแท้จริงแล้วการทดลองดังกล่าว เป็นเพียงการเตรียมความพร้อม ก่อนที่จะเร่งให้อนุภาคชนกัน ซึ่งนายนรพัทธ์ ศรีมโนภาษณ์ นิสิตปริญญาเอก ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งทำวิจัยร่วมกับเซิร์น และเคยวิจัยอยู่ที่สถานีตรวจวัดอนุภาคของเซิร์น กล่าวว่า การทดลองครั้งนี้ เป็นเพียงการทดสอบดูว่า ลำอนุภาคสามารถวิ่งได้ครบรอบหรือไม่ ยังไม่มีการเร่งอนุภาคใดๆ และเป็นการประกาศถึงความพร้อมอย่างเป็นทางการ
อย่างไรก็ดี เมื่อถึงวันที่ลำโปรตอนชนกันจริง จะทำให้เกิดข้อมูลมากมายมหาศาล โดยระบบจะเลือกข้อมูลที่น่าสนใจออกมา เทียบได้เท่ากับความจุของแผ่นวีซีดี 1 แผ่นต่อ 1 วินาที ดังนั้นตลอดทั้งปี จะมีข้อมูลออกมาเทียบเท่าวีซีดีประมาณ 23 ล้านแผ่น ซึ่งข้อมูลมากมายขนาดนี้ เซิร์นจำเป็นต้องใช้ระบบคอมพิวเตอร์กริด เพื่อเก็บและวิเคราะห์ข้อมูล โดยต้องเชื่อมกับศูนย์คอมพิวเตอร์ทั่วโลกที่โยงกันกว่า 60,000 เครื่อง
การทดลองของเซิร์น เกิดขึ้นภายในท่อนำอนุภาค ที่อยู่ในอุโมงค์และขดเป็นวงกลมระยะทาง 27 ก.ม. ซึ่งฝังอยู่ระหว่างชายแดนฝรั่งเศส-สวิตเซอร์แลนด์ ลึกลงไปใต้ดิน 100 ม. โดยโครงการได้เริ่มตอกเสาเข็มก่อสร้างมากว่า 20 ปี
ทั้งนี้ เป้าหมายสำคัญส่วนหนึ่งคือ การไขปริศนาจุดเริ่มต้นของกำเนิดจักรวาล ไม่ว่าจะเป็นการตอบคำถามว่า สสารต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นตัวเรานั้น เกิดขึ้นได้อย่างไร ซึ่งอนุภาค “ฮิกก์ส” ที่ได้รับการขนานนามว่า เป็น “อนุภาคพระเจ้า” คือสิ่งสำคัญที่นักฟิสิกส์ต้องการค้นหาให้พบ เพื่อที่จะอธิบายว่ามวลเกิดขึ้นได้อย่างไร และทำไมบางอนุภาคจึงมีมวล ขณะที่บางอนุภาคไม่มีมวล
นอกจากนี้ เครื่องเร่งอนุภาคของเซิร์น ยังเป็นเครื่องมือที่จะพิสูจน์ทฤษฎีฟิสิกส์อีกมากมาย โดยนายนรพัทธ์อธิบายว่า นักฟิสิกส์ต่างมีทฤษฎีที่เชื่อว่าเป็นจริง และต่างรอผลที่เกิดขึ้น จากการทดลองจับอนุภาคชนกัน เพื่อนำไปทดสอบทฤษฎีต่างๆ
”เครื่องเร่งอนุภาค จะเหวี่ยงให้ลำอนุภาค 2 ลำ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง ในทิศทางตรงข้ามกัน เมื่อถึงระดับพลังงานที่ต้องการ ก็บังคับให้ลำอนุภาคชนกันบริเวณที่มีเครื่องตรวจวัดอนุภาค” นายนรพัทธ์อธิบาย และเมื่ออนุภาคชนกัน จะเปลี่ยนไปเป็นพลังงาน ในระยะที่เร็วกว่าเสี้ยววินาที ก่อนที่จะเปลี่ยนกลับเป็นอนุภาคต่างๆ ที่เรารู้จักและตรวจวัดได้
สำหรับทฤษฎีอื่นๆ ที่รอพิสูจน์จากการทดลองของเซิร์น อาทิ ทฤษฎีสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งเป็นอธิบายว่าอนุภาคมูลฐานนั้นมี “คู่ยิ่งยวด” ซึ่งมีมวลมากกว่า เช่น สสารและปฏิสสาร โดยเชื่อกันว่าคู่ยิ่งยวดนี้ เกิดขึ้นและสลายตัวอย่างรวดเร็ว เพราะมีมวลมากทำให้ไม่เสถียร และจะสร้างคู่ยิ่งยวดขึ้นมา ต้องสร้างเงื่อนไขให้คล้ายบิกแบง
ยังมี ทฤษฎีซูเปอร์สตริง ซึ่งเป็นทฤษฎีที่พยายามอธิบายอนุภาคและแรงพื้นฐานด้วยทฤษฎีเดียว โดยจำลองให้อนุภาคและแรงพื้นฐานเหล่านั้นคือการสั่นของเชือกเส้นเล็กๆ และแบบจำลองที่สมมติว่าเอกภพมีมากกว่า 4 มิติ โดยเรารับรู้ได้ถึงมิติของความกว้าง ยาว สูงและเวลา แต่ทฤษฎีนี้เสนอว่าเอกภพมีมิติมากกว่านี้
ส่วนความกังวลว่าจะเกิดหลุมดำกลืนกินโลกอันเป็นประเด็นร้อนในสังคมนั้น ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผู้ศึกษาทฤษฎีสตริง ได้อธิบายไว้ว่า ในการทดลอง เป็นไปได้ที่จะเกิด “หลุมดำจิ๋ว” แต่หลุมดำที่เกิดขึ้นนี้ เล็กเกินกว่าจะดูดกลืนโลกหรืออนุภาคอื่นๆ และสลายตัวอย่างรวดเร็ว
ส่วนโอกาสเกิดระเบิดล้างโลก จากการทดลองของแอลเอชซีนั้น เขากล่าวว่าไม่เกิดขึ้นอย่างแน่นอน เพราะปฏิกิริยาในเครื่องเร่งอนุภาคนั้น มีมวลน้อยเกินกว่าจะเกิด “มวลวิกฤต” ที่ทำให้เกิดระเบิดเช่นเดียวกับระเบิดนิวเคลียร์
สำหรับการทดลองเมื่อวานที่ผ่านมา เขามองว่ายังไม่น่าตื่นเต้นเท่าใด เพราะยังเดินเครื่องไม่เต็มที่ โดยอยู่ที่ระดับพลังงาน 0.4 เทราอิเล็กตรอนโวลต์เท่านั้น ซึ่งที่ระดับพลังงานนี้ยังไม่น่าจะได้พบอะไรใหม่ ขณะที่เครื่องแอลเอชซีสามารถเร่งอนุภาคได้ถึง 14 เทราอิเล็กตรอนโวลต์ แต่คาดว่าต้องใช้เวลาอีก 3-5 ปีจึงจะมีผลการทดลอง ที่ฟันธงได้ว่ามีอนุภาคฮิกก์สหรือหลุมดำหรือไม่
ขณะที่ ลิน อีวานส์ หัวหน้าโครงการเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี กล่าวหลังการทดสอบการยิงลำอนุภาค เข้าเครื่องเร่งอนุภาคที่ผ่านไปด้วยดีว่า ต้องใช้เวลาอีกนับเดือน ในการเตรียมความพร้อม ก่อนที่จะได้เริ่มการทดลองเร่งให้อนุภาคชนกัน
อย่าไรก็ดี เราคงต้องลุ้นกันอีกทีว่า การทดลองอันยิ่งใหญ่ของมวลมนุษยชาติ จะสำเร็จได้ด้วยดีหรือไม่ และอย่างน้อยเวลานี้ ผู้คนทั่วโลกก็ได้รู้จักการทดลองระดับโลกจากคนเล็กๆ ที่พยายามจะไขปริศนากำเนิดจักรวาล.
