“เซิร์น” ยังไม่เจอ "ฮิกก์ส" แต่พบอนุภาคใหม่ครั้งแรก

23 ธันวาคม 2554 21:39 น.

ภาพจากแฟ้มขณะเจ้าหน้าที่ประจำสถานีซีเอ็มเอสเลือกข้อมูลจากการชนกันของอนุภาคโปรตอนที่ระดับพลังงานต่ำ (เซิร์น)

       นับแต่เดินเครื่องมาตั้งแต่ปี 2009 เครื่องเร่งอนุภาค “แอลเอชซี” ของเซิร์นก็ได้พบอนุภาคชนิดใหม่เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นอนุภาคที่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจเกี่ยวกับแรงที่รวมสสารเข้าด้วยกันได้ดีขึ้น
       
       อนุภาคใหม่ดังกล่าวเรียกว่า “ชิ บี 3พี” (Chi_b (3P) ซึ่งเป็นอนุภาคใหม่ที่พบเป็นครั้งแรกนับแต่เซิร์น (CERN) เดินเครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี (Large Hadron Collider: LHC) เมื่อปี 2009 ซึ่งบีบีซีนิวส์รายงานว่าการค้นพบครั้งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจแรงที่รวมสสารเข้าด้วยกันได้ดีขึ้น ทั้งนี้ ยังไม่มีการตีพิมพ์เผยแพร่ผลการค้นพบดังกล่าว แต่มีรายงานจาก Arxiv ฉบับก่อนพิมพ์แล้ว
       
       เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีนั้นทำการทดลองด้วยการเร่งอนุภาคโปนตอนให้ชนกันภายในอุโมงค์วงกลมที่อยู่ใต้ชายแดนสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส เพื่อหาคำตอบพื้นฐานของ “ฟิสิกส์ที่สำคัญ” และนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่ารายละเอียดที่ได้จากเศษซากอนุภาคอันเกิดจากการชนกันนี้จะให้ข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับกำเนิดเอกภพ
       
       แอลเอชซีถูกออกแบบมาเพื่อเติมสิ่งที่ขาดหายไปในแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) ซึ่งเป็นกรอบการทำงานปัจจุบัน ที่ถูกคิดขึ้นเพื่ออธิบายอันตรกริยาของอนุภาคมูลฐานในอะตอม และยังเพื่อค้นหาฟิสิกส์ใหม่ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการอาศัยการชนกันเพื่อหาอนุภาคฮิกก์ส (Higgs) อันโด่งดัง ซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานของนักฟิสิกส์ที่จะอธิบายว่าสสารมีมวลได้อย่างไร
       
       สำหรับอนุภาค ชิ บี (3พี) นี้คืออนุภาคชิ (Chi) ที่อยู่ในสภาวะเร้ามากกว่าเดิม และพบจากการทดลองเร่งอนุภาคชนกันหลายๆ ครั้งก่อนหน้านี้ โดย ศ.โรเจอร์ โจนส์ (Prof. Roger Jones) นักวิจัยผู้ทำงานประจำสถานีตรวจอนุภาคแอตลาส (Atlas) ซึ่งตั้งอยู่ระหว่างอุโมงค์เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซีอธิบายว่า อนุภาคใหม่นี้ทำให้ “บิวตีควาร์ก” (beauty quark) และ “บิวตี แอนตี-ควาร์ก” (beauty anti-quark) รวมตัวกันได้
       
       “มีคนคิดมานานหลายปีแล้วว่าอนุภาคชิที่อยู่ในสถานะเร้ามากกว่านี้ควรจะมีอยู่จริง แต่ก็ยังไม่มีเคยมีใครจัดการให้ได้เห็นอนุภาคนี้ได้มาจนกระทั่งตอนนี้ มันยังน่าตื่นเต้นในเรื่องที่บอกเราเกี่ยวกับแรงซึ่งรวมควาร์กและและแอนตีควาร์กเข้าด้วยกัน นั่นคือแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม ซึ่งเป็นแรงชนิดเดียวกับที่รวมโปรตรอนและนิวเคลียสเป็นนิวเคลียสของอะตอม” ศ.โจนส์อธิบาย
       
       ศ.โจนส์ซึ่งเป็นอาจารย์จากมหาวิทยาลัยแลนแคสเตอร์ (Lancaster University) สหราชอาณาจักร อธิบายอีกว่าการค้นพบอนุภาค ชิ บี (3พี) นี้เป็นส่วนสำคัญที่จะช่วยอธิบายได้ว่าสสรมีมวลได้อย่างไร เพราะจะช่วยเสริมองค์ความรู้พื้นฐานให้กว้างขึ้น และยิ่งเราเข้าใจแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มมากเท่าไร เราก็ยิ่งเข้าใจข้อมูลส่วนใหญ่ที่เห็นได้มากขึ้น ซึ่งมักเป็นข้อมูลพื้นๆ มากกว่าสิ่งน่าตื่นเต้นที่เรากำลังตามหาอย่าง “ฮิกก์ส”
       
       ด้าน ศ.พอล นิวแมน (Prof. Paul Newman) จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม (University of Birmingham) สหราชอาณาจักร กล่าวว่าเป็นครั้งแรกที่อนุภาคใหม่ถูกพบในเครื่องเร่งแอลเอชซี การค้นพบครั้งนี้เป็นข้อพิสูจน์ชัดแจ้งถึงการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จอย่างยิ่งของเครื่องเร่งอนุภาคในปี 2011 และเป็นความเข้าใจอันยอดเยี่ยมที่ได้จากเครื่องตรวจวัดอนุภาคแอตลาส
       
       “การวิเคราะห์ข้อมูลอนุภาคชนกันนับพันล้านครั้งที่แอลเอชซีเป็นเรื่องน่าหลงใหล มีสิ่งที่น่าสนใจหลากหลายฝั่งอยู่ใต้ข้อมูลปริมาณมาก และเราก็โชคดีที่ได้เห็นในจังหวะถูกที่ถูกเวลา” แอนดี คริสโฮล์ม (Andy Chisholm) นักศึกษาปริญญาเอกจากเบอร์มิงแฮม ผู้มีส่วนในการวิเคราะห์ข้อมูลกล่าว