ความรู้ เกร็ดความรู้ สารานุกรม สารานุกรมออนไลน์ ความรู้รอบตัว ความรู้ทั่วไป พจนานุกรม เกมส์ เพลงใหม่ เพลง

Large Hadron Collider (LHC), Large Hadron Collider (LHC) หมายถึง, Large Hadron Collider (LHC) คือ, Large Hadron Collider (LHC) ความหมาย, Large Hadron Collider (LHC) คืออะไร
| เปิดอ่าน 0 | ความคิดเห็น 0
Large Hadron Collider (LHC)

          การศึกษาฟิสิกส์พลังงานสูงมีเป้าหมายคือการตอบคำถามว่าโลกนี้สร้างจากอะไร มีอะไรเป็นองค์ประกอบมูลฐานทางกายภาพ โดยเครื่อง Large Hadron Collider หรือ LHC ก็เป็นเครื่องมืออย่างหนึ่งที่จะช่วยในการศึกษานี้
ทำงานอยู่กับบ้าน ผ่าน net 100% รายได้ 5 หมื่น บ/ด ขั้นต่ำ ขอย้ำว่าขั้นต่ำ สมัครที่  http://offto.net/new_8f6b/

          LHC เป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่และมีพลังงานสูงที่สุดที่มนุษย์ได้สร้างขึ้น เพื่อใช้ในการศึกษาฟิสิกส์ในระดับเล็กกว่านิวเคลียส (subnuclear) โดยเริ่มการทดลองในปี ค.ศ. 2008 จะเป็นการนำโปรตอนพลังงานสูงมาชนกัน เกิดพลังงานในการชนในระดับ 14 เทระโวลต์ (TeV: T = tera = ล้านล้าน) และ ตะกั่ว (Pb) ในพลังงานที่ต่ำกว่าเล็กน้อย ซึ่งเป็นการศึกษาการชนกันของไอออนหนักเชิงสัมพัทธภาพ (relativistic heavy ion collisions) ความเร็วของลำอนุภาคเหล่านี้ สูงเกิน 99.99% ของความเร็วแสง (ความเร็วโปรตอนอยู่ที่ประมาณ 0.999999991c)  ทำงานอยู่กับบ้าน ผ่าน net 100% รายได้ 5 หมื่น บ/ด ขั้นต่ำ ขอย้ำว่าขั้นต่ำ สมัครที่ http://offto.net/bigW/



ฟิสิกส์และแนวคิด

          ย้อนกลับมาดูที่ชื่อของ Large Hadron Collider คำว่า Large บอกถึงขนาดที่ใหญ่ของ LHC และ Collider แปลว่าเครื่องที่นำลำอนุภาคสองลำมาเร่งความเร็วเข้าชนกัน คล้าย ๆ รถสองคันวิ่งมาชนกัน ไม่ใช่ว่ามีรถหนึ่งคันจอดอยู่เฉย ๆ ถ้าเป็นกรณีนี้จะเรียกว่า Fixed-target

          คำว่า Hadron หรือ แฮดรอน หมายถึง อนุภาคที่สร้างขึ้นจากควาร์ก (quarks) ซึ่งเป็นอนุภาคซึ่งในปัจจุบันจัดให้เป็นอนุภาคมูลฐานซึ่งไม่อาจถูกแบ่งได้อีก ตัวอย่างของแฮดรอน ก็คือโปรตอน และ นิวตรอน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของนิวเคลียสในอะตอมนั่นเอง

          ปัจจุบันฟิสิกส์เป็นศาสตร์ที่มีการพัฒนาอยู่เรื่อย ๆ ธรรมชาติยังคงทดสอบสติปัญญาของมนุษย์อยู่ตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์ต้องหาวิธีใหม่ ๆ เพื่อที่จะเข้าใจธรรมชาติมากขึ้น โดยเริ่มตั้งแต่เมื่อ 100 กว่าปีที่แล้วที่ J.J. Thomson นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษค้นพบอิเล็กตรอนจากหลอดรังสีแคโทดของเขา ทั้งที่อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากจนตามนุษย์มองไม่เห็น

          การทดลองที่ LHC ครั้งนี้ มีจุดประสงค์ที่จะตอบบางคำถามที่ยังเหลืออยู่ โดยเน้นเพื่อศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากการชนกัน เพื่อพิสูจน์ทฤษฏีปัจจุบันต่าง ๆ ที่เรามีอยู่เกี่ยวกับอนุภาคมูลฐาน โดยเฉพาะทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) สำหรับในการชนกันของตะกั่วนั้น เราต้องการที่จะสร้างและศึกษาสภาวะที่เรียกว่า พลาสมาของควาร์ก-กลูออน (quark gluon plasma, QGP) ฟิสิกส์ของ RHI เป็นสาขาหนึ่งของนิวเคลียร์ฟิสิกส์ ซึ่งศึกษาสสารนิวเคลียร์ในสภาวะที่พลังงานและความหนาแน่นสูงมาก ๆ สภาวะ QGP นี้ ไม่มีอยู่ในธรรมชาติบนโลก และได้รับการศึกษาอย่างจริงจังที่ Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) ในสหรัฐอเมริกา LHC ก็จะสานต่อการวิจัยนี้ต่อไป

          QGP คือ สภาวะอิสระของควาร์ก-กลูออน ซึ่งเรียกเป็นคำเฉพาะว่า deconfinement ในสภาวะปกติ ควาร์ก และ กลูออน ไม่เคยถูกตรวจพบโดยตัวมันเองเดี่ยว ๆ ควาร์กจะอยู่ภายในของอนุภาคแฮดรอนเสมอ ส่วนกลูออนนั้น ก็อยู่ภายใน แฮดรอนเช่นกันและทำหน้าที่แลกเปลี่ยนแรงระหว่างควาร์ก (คล้ายกับที่โฟตอนเป็นตัวกลางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ระหว่างอนุภาคที่มีประจุ)

          ควาร์กมีความแตกต่างกับอนุภาคมูลฐานอย่างอิเล็กตรอนในด้านประจุไฟฟ้า โดยควาร์กแต่ละอนุภาค มีประจุเป็นเศษส่วน (1/3 and 2/3) ยังไม่เคยมีใครพบอนุภาคที่มีประจุแบบนั้นเลยในการทดลอง ส่วนกลูออนนั้นเป็นกลางและไร้มวล อนุภาคแฮดรอนนั้นแบ่งได้เป็นสองประเภท คือ แบริออน (baryons) กับ มีซอน (mesons) ข้อแตกต่างอยู่ที่เลขควอนตัมที่เรียกว่า สปิน (spin) แบริออนเป็นอนุภาคประเภทเฟร์มิออน (fermions) ซึ่งนับถือหลักการกีดกันเพาลี (Pauli Exclusion Principle) คือ ไม่สามารถอยู่ร่วมสถานะควอนตัม (quantum state) เดียวกันได้ แบริออนประกอบไปด้วยควาร์ก 3 อนุภาค ทั้งโปรตอน และ นิวตรอน ซึ่งเป็นสมาชิกของนิวเคลียสนั้นก็เป็นแบริออนด้วยกันทั้งคู่ (เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดด้วย) มีซอนเป็นกลุ่มหนึ่งของอนุภาคที่เรียกว่าโบซอน ซึ่งพวกนี้สามารถร่วมชั้นพลังงานกันได้ไม่จำกัด มีซอนอนุภาคหนึ่งมี ควาร์กหนึ่งอนุภาคและแอนติควาร์ก (antiquark) หนึ่งอนุภาค ไพออน (pion) เป็นมีซอนที่เล็กที่สุด



เกี่ยวกับ LHC

          LHC ตั้งอยู่ที่ CERN (เป็นตัวย่อจากภาษาฝรั่งเศส ซึ่งแปลว่า Center of European Nuclear Research) ในบริเวณชายแดนของสวิตเซอร์แลนด์กับฝรั่งเศส โดย CERN เป็นศูนย์กลางและศูนย์รวมของการวิจัยทางฟิสิกส์ของยุโรป มีการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ มากมายที่ CERN ซึ่งหลายเรื่องได้รับรางวัลโนเบล โดยเครื่อง LHC นี้ เป็นสิ่งจุดประกายให้นักเขียนชาวอเมริกัน แดน บราวน์ (Dan Brown) นำไปเขียนนวนิยายเรื่อง Angels and Demons โด่งดังไปทั่วโลก LHC เป็นการทดลองในขนาดใหญ่ และมีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งส่วนใหญ่มาจากแม่เหล็กจำนวนมาก ที่ใช้ในการปรับทิศทางอนุภาคให้เคลื่อนไปในเส้นทางที่ต้องการ การที่ LHC ถูกสร้างขึ้นได้นั้นเป็นวิศวกรรมที่น่าทึ่งที่สุดอย่างหนึ่งของมนุษยชาติ และเป็นการแสดงถึงความร่วมมือกันของนานาชาติอันยิ่งใหญ่มาก

          โฆษกของ CERN เจมส์ กิลลีส์ (James Gillies) ได้แจ้งว่าการชนการของลำโปรตอน จะเริ่มภายในครึ่งเดือนแรกของเดือนกันยายน ปี ค.ศ. 2008 โดยแม้ว่าจะเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นสำหรับนักวิจัย แต่คนส่วนใหญ่ซึ่งไม่คุ้นเคยกับการทดลองฟิสิกส์พลังงานสูง อาจไม่เข้าใจว่ามันเป็นสิ่งใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์ทดลอง โดยไม่แน่ใจว่าจะเกิดอะไรขึ้น ทำให้เกรงกลัวกับผลที่จะตามมา โดยเฉพาะการทดลองในขนาดใหญ่ขนาดนี้ ยิ่งทำให้กลัว โดยในช่วงปีที่ผ่านมา LHC ได้ตกเป็นข่าวใหญ่ เมื่อมีการฟ้องร้อง CERN จากผู้ที่กลัวว่า LHC จะทำให้เกิดอันตราย ด้วยพลังงานที่สูงนี้จะทำให้เกิดหลุมดำขนาดเล็ก (mini black holes) และปรากฏการณ์อื่น ๆ ซึ่งทำนายไม่ได้ ซึ่งอาจจะทำให้โลกถูกทำลายลง

          แต่การทดลองใด ๆ จะพูดกันตรง ๆ แล้วนั้น ไม่มีใครรู้ว่าผลจะเป็นเช่นไร มีเพียงสมมติฐาน (hypothesis) เพราะหากเรารู้ทุกอย่าง ก็คงไม่ต้องทำการทดลอง ไม่ต้องมีการวิจัย และก็จะไม่มีความรู้อะไรใหม่ และในความเป็นจริงแล้ว การทดลอง LHC นี้ไม่ใช่สิ่งใหม่ในแง่ของเทคนิค ที่ RHIC นั้น ซึ่งตั้งอยู่ใน Brookhaven Lab ในรัฐนิวยอร์ก นักวิทยาศาสตร์ได้มีเครื่องเร่งอนุภาคซึ่งมีรูปลักษณ์คล้ายกับ LHC คือเป็นท่อต่อกันเป็นวงกลม สร้างอยู่ใต้ดิน และมีอนุภาคมาชนกัน โดยในปี ค.ศ. 1999 ก่อนที่ RHIC จะเริ่มทำการ ก็มีการฟ้องร้องไม่ให้ RHIC เปิดเครื่อง แต่จนทุกวันนี้ RHIC ได้ให้ข้อมูลที่น่าสนใจมาให้นักวิทยาศาสตร์และนักศึกษาวิเคราะห์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2000 อย่างไม่มีอันตรายใด ๆ

         RHIC มีความยาวรอบวง 3.8 กิโลเมตร (LHC มีเส้นรอบวง 27 กิโลเมตร) โดยทำให้ไอออนถูกเพิ่มความเร็วในเครื่องเร่งอนุภาค สู่ความเร็วที่เข้าใกล้ความเร็วแสง โดยใช้ทฤษฏีของเครื่องซิงโครทรอน ไอออนเหล่านี้ถูกนำมาพุ่งชนกัน ผลก็คือ สสารนิวเคลียร์ที่ร้อนระอุและหนาแน่นอย่างยิ่ง ที่ RHIC นั้นมีการนำโปรตอนมาชนกันที่พลังงาน 200 GeV (ประมาณ 1/70 เท่าของพลังงานที่ LHC) โดยการทดลอง CMS และ ATLAS จะเป็นการทดลองใหญ่ 2 การทดลองที่เน้นด้านการชนกันของโปรตอน ส่วนไอออนหนักอย่างทองคำ (Au, ประจุ 79) นั้นก็เปรียบเหมือนกับไอออนตะกั่ว (Pb, 82) ที่จะใช้ที่ LHC โดยมีการทดลอง ALICE เป็นการทดลองหลักในการศึกษาการชนกันของตะกั่วนี้

          การจะทำให้เกิดพลาสมาของควาร์ก-กลูออนนั้น เราต้องการให้มีความหนาแน่นของนิวคลีออนเริ่มต้นมากพอ ที่จะสร้างสสารที่แน่นและเป็นสื่อ (medium) ซึ่งประกอบไปด้วยควาร์ก และ กลูออน ที่เป็นอิสระ (deconfined) หลังจากการชนกัน สภาวะของควาร์ก-กลูออนเช่นนี้ไม่มีอยู่ในโลกปัจจุบัน แต่ตามทฤษฎีนั้น ได้เกิดขึ้นในจักรวาล หลังจากที่ Big Bang ได้จบลงไปหมาด ๆ

          ขนาดของลำอนุภาคในเครื่องเร่งอนุภาค LHC นั้นมีขนาดเล็กเป็นเส้นผม โดยประมาณ โปรตอนหนึ่งแสนล้านอนุภาคจะถูกบีบอัดเข้าในลำอนุภาคขนาด 16 ไมครอน (1/5 ของความกว้างของเส้นผมคน) ลำอนุภาคนี้จะมาไขว้กัน 40 ล้านครั้งต่อวินาที โดยจะมีการชนกันของโปรตอนประมาณ 20 ครั้งต่อแต่ละการไขว้ของลำอนุภาค พลังงานจากการชนเหล่านี้มีค่าสูง แต่พลังงานที่เกิดขึ้นมีอายุขัยเพียงเสี้ยววินาที ไม่เหมือนกับหลุมดำในอวกาศ ซึ่งเกิดจากการบีบอัดตัวเอง (collapse) ของดวงดาวที่หมดอายุขัย ซึ่งหลุมดำเหล่านี้มีขนาดใหญ่ มวลมาก (เท่ากับมวลของดาวฤกษ์เป็นสิบหรือร้อยดวง) และมีความเสถียรสูง (ความเสถียรของหลุมดำ จะลดลงตามขนาดของหลุมดำนั้น) LHC ซึ่งนำอนุภาคที่เล็กมากอย่างโปรตอนมาชนกันนั้น ไม่สามารถจะสร้างหลุมดำในระดับดวงดาวนั้นได้ หลุมดำที่อาจจะเกิดใน LHC จะมีมวลในระดับของยุงตัวหนึ่งเท่านั้น รายละเอียดที่ลึกลงกว่านี้เกี่ยวกับความปลอดภัยของ LHC ในแง่ของหลุมดำ อาจศึกษาได้จากรายงาน [Koch2008]

          นอกจากนี้ เมื่อพูดถึงพลังงานที่สูงของอนุภาคที่ LHC จะใช้ทดลอง อนุภาคพลังงานสูงจากนอกโลก (รังสีคอสมิก: cosmic rays) ซึ่งเกิดขึ้นโดยธรรมชาติมีพลังงานสูงยิ่งกว่า และชนกับชั้นบรรยากาศโลกตลอดเวลา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้มีการวัดพลังงานของรังสีคอสมิกเหล่านี้มาเกินกว่า 70 ปี โดยการทดลองในนิวเม็กซิโกเมื่อ ค.ศ. 1962 ได้แสดงให้เห็นว่าบางอนุภาคมีพลังงานสูงถึงระดับ 10^{20} eV ทีเดียว [Linsley1963] ซึ่งสูงกว่าพลังงานของโปรตอนใน Large Hadron Collider ราวสิบกว่าล้านเท่า และหลังจากการทดลองนั้น ก็ได้มีการตรวจวัดพบอนุภาคจากอวกาศซึ่งมีพลังงานสูงยิ่งกว่านั้นอีก อนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่อยู่ในอวกาศ ชนกันมามากกว่าพันล้านปี แต่ก็ไม่มีหลักฐานว่าเกิดอุบัติการณ์หลุมดำทำลายล้างดวงดาวหรือระบบกาแล็กซี่แต่อย่างใด

ข้อมูลจาก คุณ รพพน พิชา
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
http://www.tint.or.th/nkc/nkc51/nkc5104/nkc5104f.html


Large Hadron Collider (LHC), Large Hadron Collider (LHC) หมายถึง, Large Hadron Collider (LHC) คือ, Large Hadron Collider (LHC) ความหมาย, Large Hadron Collider (LHC) คืออะไร

ร่วมเป็นแฟนเพจเรา บน Facebook..ได้ที่นี่เลย!!

คำยอดฮิต

Sanook.commenu