เดิมพันสูง! ถ้าเซิร์นเดินเครื่องไม่ได้ "ฟิสิกส์อนุภาค" ถอยหลังไปสิบปี

แม้ยังมีความวังกลว่าเครื่องเร่งอนุภาคของ "เซิร์น" จะสร้าง "หลุมดำ" ออกมาดูดกลืนทุกอย่างบนโลก แต่สำหรับนักฟิสิกส์แล้ว เรื่องเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องน่ากลัวเท่ากับเครื่องจักรทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่ลงทุนไปมหาศาลแต่ไม่สามารถเดินหน้าได้ ซึ่งนั่นหมายความว่าความก้าวหน้าของ "ฟิสิกส์อนุภาค" จะถอยหลังไปนับสิบปี

เครื่องจักรทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ที่สุดในโลกอย่างเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี (LHC) ขององค์กรความร่วมระหว่างประเทศในทวีปยุโรปวิจัยและพัฒนาทางด้านนิวเคลียร์ (European Center for Nuclear Reseach) หรือเซิร์น (Cern) ซึ่งหลายประเทศร่วมลงทุนไปเป็นเงินมูลค่ากว่า 3 แสนล้านบาท เพิ่งจะทดลองเดินเครื่องได้เพียง 9 วัน และเกิดอุบัติเหตุที่สร้างความเสียจนต้องปิดซ่อมแซมมาเป็นแรมปี จนบัดนี้เครื่องเร่งอนุภาคเพื่อไขปริศนาจักรวาลยังไม่ได้เดินเครื่องยิงอนุภาคชนกันเลยสักครั้ง

เครื่องเร่งอนุภาค ที่มีท่อเป็นทางวิ่งของลำอนุภาคยาว 27 กิโลเมตร ขดเป็นวงอยู่ในใต้แผ่นดินชายแดนฝรั่งเศส-สวิตเซอร์แลนด์ ท่ามกลางการรอคอยอย่างใจจดใจจ่อ ของนักฟิสิกส์ 8,970 คนจากทั่วโลก ที่อยากเห็นการเดินเครื่องจักรขนาดใหญ่ ซึ่งอาศัยผู้เชี่ยวชาญจากหลายประเทศร่วมประกอบจนเป็นรูปเป็นร่าง แม้จะใช้เงินทุนไปมหาศาลแต่นักฟิสิกส์นับพันต่างหวังว่า เครื่องจักรนี้จะเดินเครื่องได้ด้วยดี และจะเป็นเครื่องจักรสำคัญที่ทำให้มนุษย์ได้เข้าใจจักรวาล

เมื่อวันที่ 10 ก.ย.ปีที่ผ่านมา เซิร์นได้ทดลองเดินเครื่องยิงลำอนุภาคให้วิ่งวนภายในท่อ และหลังจากนั้นเพียง 9 วันเมื่อทดลองยิงลำอนุภาคให้วิ่งวนภายในท่อ ในทิศทางตรงกันข้าม ได้เกิดความเสียหายเนื่องจากการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า จนเป็นเหตุให้ต้องหยุดเดินเครื่อง และต้องซ่อมแซมพร้อมทำความสะอาดแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ 53 ตัว เนื่องจากฮีเลียมเหลวนับตัน รั่วเข้าสู่ระบบ ซึ่งฮีเลียมเหลวเหล่านี้ เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ระบบเย็นยิ่งกว่าในห้วงอวกาศ เพื่อช่วยหล่อเย็นให้ระบบที่อนุภาควิ่งวนด้วยความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง

ทั้งนี้ เซิร์นได้ออกมาประกาศว่า จะเดินเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีในเดือน พ.ย.นี้ ด้วยพลังงาน 3.5 เทราอิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งเป็นพลังงานครึ่งศักยภาพของเครื่อง โดย เจมส์ กิลลีส์ (James Gillies) โฆษกของเซิร์นกล่าวกับสำนักข่าวเอพีว่า เซิร์นจะหยุดเดินเครื่องเร่งอนุภาคอีกครั้งในปีหน้า เพื่อซ่อมแซมเครื่องจักรให้แล้วเสร็จ และจะสามารถเดินเครื่องได้เต็มที่ 7 เทราอิเล็กตรอนโวลต์

แม้ว่าจะเดินเครื่องด้วยพลังงานเพียงครึ่งเดียว แต่นักวิทยาศาสตร์ต่างคาดหวังว่า การทดลองจะทำให้ได้ข้อมูลการชนของโปรตอนและไอออนของตะกั่วภายในเครื่องเร่งอนุภาค แต่แน่นอนที่สุดนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่า การเดินเครื่องที่พลังงานสูงกว่านี้ จะทำให้พวกเขาได้เห็นอนุภาคที่ไม่เคยพบมาก่อน อย่างอนุภาคฮิกก์สโบซอน (Higgs) ซึ่งตามทฤษฎีระบุว่า เป็นอนุภาคที่ก่อให้เกิดมวลอนุภาคและสสารอื่นๆ ในเอกภพ

อย่างไรก็ดี เมื่อสหรัฐฯ ยกเลิกการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคซูเปอร์คอนดักติงซูเปอร์คอลลิเดอร์ (Superconducting Super Collider) ตามกำหนดที่จะสร้างในปี 2536 ทำให้เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีของเซิร์น ก็กลายเป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่สุดในโลก โดยเซิร์นมีสมาชิกจาก 20 ประเทศร่วมลงทุนก่อสร้างเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก และสำหรับความเสียหายในปีที่ผ่านมา เซิร์นต้องจ่ายค่าซ่อมแซม และเพิ่มระบบความปลอดภัยรวมมูลค่าราว 1,300 ล้านบาท

ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์อาศัยเครื่องเร่งอนุภาคขนาดเท่าห้องทำงาน และทำการทดลองที่อุณหภูมิห้องมาเป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อศึกษาอะตอม

ครั้งหนึ่งนักวิทยาศาสตร์เคยเชื่อว่าโปรตอนและนิวตรอนเป็นองค์ประกอบเล็กที่สุดของนิวเคลียสอะตอม แต่เครื่องเร่งอนุภาคได้แสดงให้เห็นว่า นิวเคลียสยังสร้างขึ้นจาก "ควาร์ก" (quark) "กลูออน" (gluon) และยังมีอนุภาคและแรงอื่นๆ อีก อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีคำถามเกี่ยวกับปฏิสสาร สสารมืด และมวลของอนุภาค ซึ่งพวกเขากำลังรอคำตอบจากเครื่องเร่งอนุภาคเครื่องใหม่ของเซิร์น

นักวิทยาศาสตร์หวังว่า เศษซากที่กระเด็นออกมาจากการชนกันภายในเครื่องเร่งนั้น จะแสดงให้เห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงเศษเสี้ยว 1 ในแสนล้านของวินาที หลังเหตุการณ์ระเบิดครั้งใหญ่ "บิกแบง" (Big Bang) ที่ยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นการระเบิดที่ก่อให้เกิดจักรวาล ซึ่งการทดลองดังกล่าวจะเป็นการจำลองการเกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวในระดับเล็กๆ และตามทฤษฎียังบอกด้วยว่า เอกภพได้เย็นตัวอย่างทันทีทันใดและสสารได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว

ขณะที่คนทั่วไปอาจเคลือบแคลงและสงสัยว่า เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีจะทำให้เกิดหลุมดำจิ๋วกลืนกินโลก แต่สำหรับนักฟิสิกส์ชั้นนำและเซิร์นแล้วพวกเขาไม่ได้สนใจในเรื่องดังกล่าว และยังคงยืนยันว่าโครงการนี้มีความปลอดภัย ขณะที่การไม่ได้เดินเครื่องเสียทีนั้น ดูจะเป็นปัญหากับนักวิทยาศาสตร์มากกว่า

นีล เลน (Neal Lane) อดีตที่ปรึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ของอดีตประธานาธิบดีบิล คลินตัน (Bill Clinton) ของสหรัฐฯ และเป็นอดีตผู้อำนวยการมูลวิทยาศาสตร์ของสหรัฐฯ (US Science Foundation) กล่าวว่า เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีนั้น เป็นตัวอย่างของเครื่องจักรอันซับซ้อนขนาดใหญ่ ซึ่งผลักดันให้เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาคก้าวหน้า ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจหากจะมีปัญหาที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้

"หากสามารถเดินเครื่องเร่งอนุภาคได้เร็ว ก็จะได้ผลลัพธ์ที่มีค่ามาก แต่หากเกิดเรื่องอันไม่คาดคิดมากกว่านี้ การเดินเครื่องล่าช้าออกไปเรื่อยๆ และล้มเหลวในการค้นพบเป้าหมายที่มีนัยสำคัญในอีก 2-3 ปีข้างหน้า ความรู้ในด้านฟิสิกส์อนุภาคเชิงทดลองของทั่วโลกก็จะถอยหลังไปอีกสิบปีหรือมากกว่านั้น เป็นการเดิมพันที่สูงมาก" เลนซึ่งปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์และศาสตราจารย์ด้านนโยบายสาธารณะของมหาวิทยาลัยไรซ์ (Rice University) กล่าว