เครื่องจักรนี้มีขนาดใหญ่กว่าเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกถึง 3 เท่า

เครื่องเร่งอนุภาคมูลค่า 17,000 ล้านเหรียญที่ CERN เสนอไว้ จะทำการค้นหาอนุภาคและแรงทางกายภาพใหม่ๆ และถอดรหัสสสารมืดและพลังงาน

ขนาดของ FCC เมื่อเทียบกับ LHC ภาพ: CERN — ขนาดของ FCC เมื่อเทียบกับ LHC ภาพ: *CERN*

นักวิจัยจาก CERN (องค์กรวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป) เสนอให้สร้างเครื่องเร่งอนุภาคแบบใหม่ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เครื่องชนอนุภาคแบบวงกลมแห่งอนาคต (FCC) มูลค่า 17,000 ล้านดอลลาร์นี้จะมีความยาว 91 กิโลเมตร ซึ่งยาวกว่าเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) ที่มีความยาว 27 กิโลเมตร ซึ่งตั้งอยู่ที่ CERN ใกล้กับเจนีวา อย่างมาก ตามรายงานของ Live Science เมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์

นักฟิสิกส์ต้องการใช้ขนาดและพลังที่เพิ่มขึ้นของ FCC เพื่อทดสอบขอบของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ดีที่สุดในปัจจุบันที่อธิบายถึงการทำงานของส่วนที่เล็กที่สุดของจักรวาล โดยการชนอนุภาคด้วยพลังงานที่สูงกว่า (100 เทราอิเล็กตรอนโวลต์ เทียบกับ 14 ที่ LHC) ทีมงานหวังว่าจะค้นพบอนุภาคและแรงที่ไม่รู้จัก ค้นพบว่าเหตุใดสสารจึงหนักกว่าปฏิสสาร และตรวจสอบลักษณะของสสารและพลังงานมืด ซึ่งเป็นสองสิ่งที่มองไม่เห็นที่เชื่อกันว่าประกอบเป็นร้อยละ 95 ของจักรวาล

“FCC จะไม่เพียงแต่เป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมในการปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกฎพื้นฐานของฟิสิกส์และธรรมชาติเท่านั้น” Fabiola Gianotti ผู้อำนวยการทั่วไปของ CERN กล่าว “นอกจากนี้ยังเป็นแรงผลักดันด้านนวัตกรรมอีกด้วย เนื่องจากเราต้องการเทคโนโลยีที่ก้าวหน้ามากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีการแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำไปจนถึงแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด เทคโนโลยีสุญญากาศ เครื่องตรวจจับ การวิจัยเครื่องมือ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อชุมชนและนำมาซึ่งประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมมากมาย”

เครื่องเร่งอนุภาค เช่น LHC ชนโปรตอนเข้าด้วยกันด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง ขณะที่ค้นหาผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวที่หายากซึ่งอาจเป็นหลักฐานของอนุภาคหรือแรงใหม่ๆ สิ่งนี้ช่วยให้นักฟิสิกส์ทดสอบความเข้าใจเกี่ยวกับองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของจักรวาล และวิธีการโต้ตอบกันขององค์ประกอบเหล่านี้ ตามที่อธิบายไว้ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์

แม้ว่าแบบจำลองมาตรฐานจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำนายได้อย่างน่าทึ่งหลายอย่าง เช่น การมีอยู่ของโบซอนฮิกส์ ซึ่งค้นพบโดย LHC ในปี 2012 แต่บรรดานักฟิสิกส์ก็ยังคงไม่พอใจ และยังคงมองหาแบบจำลองทางกายภาพใหม่ๆ ที่จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่านี้อยู่เสมอ แม้ว่าจะเป็นแบบจำลองที่ครอบคลุมที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน แต่ก็ยังมีช่องโหว่สำคัญหลายจุดที่ทำให้ไม่สามารถอธิบายได้อย่างครบถ้วนว่าแรงโน้มถ่วงมาจากไหน สสารมืดประกอบด้วยอะไร หรือเหตุใดจึงมีสสารมากกว่าปฏิสสารในจักรวาล

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ นักฟิสิกส์ที่ CERN จะใช้พลังงานลำแสงสูงกว่า FCC ถึง 7 เท่า เพื่อเร่งอนุภาคให้มีความเร็วสูงขึ้น แม้ว่าจะเป็นก้าวที่มีแนวโน้มดี แต่ก็ยังต้องสร้างเครื่องตรวจจับดังกล่าวต่อไป ข้อเสนอที่ CERN เสนอมาเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาความเป็นไปได้เบื้องต้น ซึ่งมีกำหนดจะแล้วเสร็จในปีหน้า

เมื่อสร้างเสร็จแล้ว และหากแผนงานสำหรับเครื่องตรวจจับมีการดำเนินไป CERN ซึ่งดำเนินการโดยประเทศสมาชิกสหภาพยุโรป 18 ประเทศ รวมถึงสวิตเซอร์แลนด์ นอร์เวย์ เซอร์เบีย อิสราเอล และอังกฤษ จะแสวงหาเงินทุนเพิ่มเติมสำหรับโครงการนี้จากประเทศอื่นๆ

ประเทศสมาชิกจะประชุมกันในปี 2571 เพื่อตัดสินใจว่าจะอนุมัติโครงการหรือไม่ จากนั้นขั้นตอนแรกของเครื่องจักรซึ่งเกี่ยวข้องกับการชนอิเล็กตรอนกับแอนติอนุภาคหรือโพซิตรอนจะเริ่มทำงานในปี 2045 และในที่สุดในปี 2070 FCC จะเริ่มชนโปรตอนกันเอง

อัน คัง (อ้างอิงจาก Live Science )

ลิงค์ที่มา