The Higgs field

Model of Antimatter

เมื่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetism) และแรงนิวเคลียร์ชนิดอ่อน (Weak nuclear forces) ทั้งสองแรงประสบความสำเร็จ ที่ทำให้เป็นแบบเดียวกันในด้าน
ทฤษฎีโดยตรง ตั้งแต่ปี ค.ศ.1970

ส่วนแรงโน้มถ่วง (Gravity force) และแรงนิวเคลียร์ชนิดเข้ม (Strong nuclear force) ยังคงค้างและรอทฤษฎีโดยตรงอยู่ แต่มีความนิยมในแนวคิดรวมกันของ
แรงทั้งสอง เรียกว่า Supersymmetry (SUSY) หากมีความถูกต้อง LHC จะค้นพบ
อนุภาคและพิสูจน์ได้จริง

ในเรื่อง Antimatter (ปฎิสาร) หรือสสารปรปักษ์ เป็นปัญหาที่ตอบยากและลึกลับ
LHC จะหาทางออกดังกล่าวให้แจ่มชัดได้ ถ้าเกิดแสดงขึ้นมาโดยสะท้อนออกด้วย
ความสมบูรณ์แบบ ซึ่งขณะนี้เรารู้จักแบบครึ่งๆกลางๆเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม Antimatte สามารถนำพาให้เกิด Matter-antimatter ในลักษณะ
ดุลยภาพปลอม LHC มีความสามารถค้นหาอย่างเต็มที่ เพื่อนำไปใช้ทดสอบกับ
Standard Model อาจดูเป็น เรื่องซับซ้อนต่อการสืบค้น และตรวจจับอนุภาคซึ่ง
มองไม่เห็นแต่นั้นคือ คำตอบ ต้นกำเนิดจักรวาลและทุกอย่างในระบบสุริยะรวมถึง
โลกและตัวตนของเรา สมบรูณ์แบบที่สุด ในอีก 15 ปีข้างหน้าได้

ขบวนลีลาของ Hydrogen ลักษณะที่เรียกว่า Bubble chamber จากการตรวจพบ

หากมองเห็นได้ ลักษณะนี้คือเส้นทางอนุภาค ที่มีอยู่ทั่วไปรอบตัวเรา

ปฎิบัติการ LHC จะมีผลกระทบต่อโลกหรือมนุษย์จริงหรือ

มีคำถามมากมาย ด้วยความกังวลถึงอันตรายและผลต่อการทดลอง จากการเร่ง
อนุภาคด้วยพลังงานสูง ในความเป็นจริง อนุภาครอบๆตัวเองมีมากอย่างคับคั่ง
แต่มองไม่เห็น จึงอาจไม่เป็นที่วิตก การวิ่งชนกันอย่างหนักหน่วง เกิดขึ้นเกือบทุก
พื้นที่บนโลก ที่เราเรียกว่า รังสีจักรวาล

การวิ่งเข้าปะทะโลก และบางครั้งปะทะสู่ ตัวเราด้วยซ้ำ ความรู้สึกที่สัมผัสได้คือ
เหมือนเข็มเล็กๆจิ่มลงบนเนื้อเบาๆเท่านั้น แท้จริงสัมผัสนั้นคือ การระเบิดตัวของ
อนุภาคบนผิวหนัง บางชนิดมีความสามารถวิ่งผ่านทะลุตัวเราไปได้โดยไม่รู้สึกเลย

เพราะฉะนั้นปฎิบัติการของ LHC คือการเร่งให้วิ่งชนปะทะเป็นสิ่งที่ไม่น่าวิตก คงมี
ประเด็นเรื่อง สนามแม่เหล็กพลังสูงเท่านั้นอาจเป็นไปได้ เกิดผลกระทบกับบางคน
ในบริเวณใกล้เคียง แต่การที่อยู่ในชั้นใต้ดินลึกลงไป ผลที่เกิดจะลดน้อยลงตาม
ลำดับ

อย่างไรก็ตาม สนามแม่เหล็กโลกมีความเข้มข้นกว่า LHC ด้วยซ้ำยังไม่เกิดผล
กระทบใดๆต่อมนุษย์ เพราะโดยทั่วไปมนุษย์ สัตว์ มีระดับทนต่อสภาพการเกิด
สนามแม่เหล็กในระดับหนึ่ง (ไม่เท่ากันในแต่ละบุคคล) โดยมีรายงานจากบาง
สถาบันแสดงความเห็นอาจทำให้เกิดมะเร็งได้ จากปริมาณสูงของอนุภาคที่เกิด
ขึ้นในบริเวณใกล้เคียง กับผู้ทำงานที่เกี่ยวข้อง

บางคำถามเกิดขึ้นกล่าวไปถึง หลุมดำขนาดเล็ก นับว่าเป็นเรื่องที่เข้าใจแบบคาด
เคลื่อนด้วยเหตุว่า การเกิดหลุมดำ สามารถดูดกลืนสิ่งต่างๆได้นั้น จำต้องอาศัย
การยุบตัวของมวลอย่างมหาศาล มวลนั้นต้องใหญ่กว่า ดวงอาทิตย์หลายเท่าตัว
จึงสามารถเกิดได้ และใช้เวลาพัฒนาการ หลายพันล้านปี แม้ว่า LHC มีเป้าหมาย
ปฎิบัตการทดลอง เรื่องหลุมดำ เป็นเพียงจุดเล็กมาก ไม่มีอิทธิพลดูดกลืนใดๆ

ภาพแสดงถึงการท่วมล้นของอนุภาค อาจกระทบต่อระบบมนุษย์ ให้เกิดโรคมะเร็งได้

การทดลองปฎิกิริยา หลุมดำขนาดจิ๋ว (Model of microscopic black holes)

ปริมาตรสัดส่วนสสารต่างๆในจักรวาล

ทำไม Antimatte (ปฎิสาร) มีน้อย ?
เราอาศัยในโลกแห่งอนุภาค ทุกสิ่งในจักรวาล คืออนุภาค ที่รวมตัวกันเป็นสสาร
สำหรับปฎิสารจะอยู่ตรงข้าม เหมือนเป็นกระแสไฟต่างขั้วกัน ขณะกำเนิดจักรวาล
มีสสารและปฎิสาร อย่างเท่าเทียมกัน จึงประกอบกันระเบิดขึ้น ของ Big Bang แต่
เมื่อทั้งคู่ปะทะรวมกัน เกิดการทำลายล้างซึ่งกันและกัน แปลงสภาพเป็นพลังงาน
ไปหมด จึงหลงเหลืออย่างน้อยนิดในจักรวาล เกือบไม่มี ทำไมจึงเป็นเช่นนั้นที่มี
สสารทั่วไปมากกว่าปฎิสาร ถ้าสำรวจพบจะได้คำตอบที่ชัดเจน

ความลับสำคัญของจักรวาลเกิดอะไรขึ้น
กับอนุภาคในเสี้ยววินาทีแรก จากการระเบิดตัวขึ้นของ Big Bang ?
อนุภาคเป็นสิ่งที่ ผลิตออกมาโดยจักรวาล เชื่อว่าเริ่มจากความหนาแน่นและร้อน
เป็นมูลฐานของอนุภาคเริ่มแรก ผสมรวมกันเป็นสสารและพลังงาน วันนี้ Ordinary matter (สสารสามัญ) ในจักรวาลได้สร้างอนุภาคของ อะตอมด้วยองค์ประกอบ
Nucleus ของ Protons และ Neutrons ด้วยการดัดแปลงจากอนุภาค Quarks
โดยผูกมัดกับอนุภาคอื่นๆ เรียกว่า Gluons มีการพันธการอันแข็งแกร่ง

แต่ในอดีตนานมาแล้ว จักรวาลมีความร้อนสูง กระตุ้นให้เกิดพลังงานของ Gluons
สู่การเหนี่ยวรั้ง Quarks เข้าด้วยกัน ถ้ามองเห็นช่วงเสี้ยววินาทีแรกหลังจากระเบิด
ของ Big Bang สู่การกำเนิดจักรวาลที่เต็มไปด้วยความร้อนสูงมาก ความหนาแน่น
ผสมผสานไปด้วย Quarks และ Gluons ซึ่งเรียกว่า Quark–Gluon plasma เราก็
จะทราบพัฒนาการ ครอบคลุมไปในเรื่องลำดับชั้นต่างๆได้ ทั่วทั้งจักรวาล

โดยความลับนี้ จะไขไปสู่อดีต ของมนุษย์ลึกลงไปอีก ว่ามีพัฒนาการจากที่ใด
กันแน่ เกิดขึ้นเฉพาะบนโลกหรือ ? หรือถูกส่งต่อมาจากที่อื่น มุมหนึ่งมุมใดจาก
จักรวาลที่กว้างใหญ่ไพศาล ? นั่นเป็นคำตอบซึ่งเราอยากรู้

Extra dimensions (มิติพิเศษ) ในอวกาศเกิดขึ้นจริงหรือ?
Einstein อธิบายถึง Three dimensions of space ที่เกี่ยวข้องกับเวลา ภายหลัง
มีทฤษฎีสนับสนุน ถึงมิติในอวกาศอื่นที่ถูกปิดบังอยู่อีก เช่น String theory โดย
LHC จะสืบค้นได้จาก Very high energies (พลังงานขั้นสูงมาก) ดังนั้นข้อมูลที่
ตรวจพบอาจแสดงผลถึง Extra dimensions ว่าหลบซ่อนในอวกาศจริงหรือไม่ ?

และถ้ามีจริง เราจะเชื่อมต่อกับมิตินั้นได้อย่างไร ? หลายประเด็น มีข้อคิดรออยู่
ไม่ใช่เป็นเรื่องเหลวไหล แต่ทางวิทยาศาสตร์ยังอธิบายเชิงลึกไม่ได้ เนื่องจาก
ขาดพยานหลักฐานแสดง ในทางกายภาพ ทั้งนี้ในทางทฤษฎีมีสมบูรณ์นานแล้ว

Model of String theory

Manifold extra dimensions

ความก้าวหน้าที่จะเกิดขึ้นในอนาคตแบบข้ามชั้น

การค้นพบในสิ่งที่เราไม่รู้จัก ซึ่งอาจไม่เคยเห็นเลยจะเป็นหนทาง ต้นยอดไปสู่วิถี
พัฒนาทางเทคโนโลยีแบบข้ามขั้น ในหลายทฤษฎีอาจต้องเปลี่ยนแปลงไปจาก
ความรู้เดิมที่เคยมี มาจากครั้นก่อน

แน่นอนที่สุด คงตรวจพบอนุภาคใหม่ มีศักยภาพมหัศจรรย์ สามารถนำไปใช้ถึง
ประโยชน์ในระบบชีวิตประจำวันได้อีก โดยเฉพาะความคาดหวัง เรื่องพลังงาน
และการสื่อสารระยะไกลข้ามจักรวาล และจะไม่ใช่เป็นเรื่องแปลกประหลาดอีก
ต่อไปหากได้เห็น สิ่งที่ไม่เคยมองเห็นมาก่อน ทั้งๆที่มีอยู่รอบตัวเราตั้งแต่การก่อ
ก่อกำเนิดโลก เมื่อ 4.6 พันล้านปี

แม้ว่าจะบรรลุจุดมุ่งหมาย สัมฤทธิ์ผลในอีกร้อยปีข้างหน้าก็ตาม แต่อย่างน้อยวันนี้
มนุษย์ได้เริ่มพัฒนาการ เพิ่มระดับชั้นขึ้นเทียบเคียง สิ่งทรงปัญญาอื่นๆในจักรวาล
แล้ว (ถ้ามี)

References :

The Large Hadron Collider (LHC)
CERN, the European Organization for Nuclear Research
ATLAS experimenters
Science@Berkeley Lab
Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC)