เครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่ Large Hadron Collider หรือ LHC คือเครื่องเร่งอนุภาคที่มีเส้นทางการวิ่งของอนุภาคยาวที่สุดในโลก โดยมีความยาวเส้นรอบวง 27 กิโลเมตร ตั้งอยู่ในบริเวณเขตแดนของประเทศฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ สร้างและบริหารโดยองค์กรวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (European Organization for Nuclear Research) หรือ เซิร์น CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) มีเป้าหมายในการเร่งอนุภาคมีประจุให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เพื่อใช้ในการศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆ ปกติแล้วอนุภาคที่ถูกนำมาเร่งใน LHC จะเป็นอนุภาคมูลฐานมีประจุภายในนิวเคลียสของอะตอมอย่างเช่นโปรตอน แต่ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่นักฟิสิกส์ใช้อะตอมทั้งอะตอมมาทดสอบการเร่งในเครื่อง LHC

เมื่อวันที่ 25 กรกฏาคมที่ผ่านมา CERN ได้วางแผนทดลองเร่งความเร็วของอะตอมตะกั่วที่ประกอบไปด้วยอิเล็กตรอนมากถึง 82 ตัว ให้มีความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง แต่ในการทดลองนี้อิเล็กตรอนจะถูกดึงออกจากอะตอม 81 ตัว ทำให้เหลืออิเล็กตรอนพียง 1 ตัวในอะตอมนี้เท่านั้น ส่งผลให้อะตอมของตะกั่วนี้มีสภาพความเป็นขั้วไฟฟ้าขึ้นมา ทำให้มันสามารถูกเร่งความเร็วภายใต้สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าของ LHC ได้ เมื่ออะตอมได้รับพลังงานจากสนามไฟฟ้าที่ใช้ในการเร่งความเร็วถึงจุดหนึ่ง อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบๆนิวเคลียสจะถูกกระตุ้นโดยแสงเลเซอร์ให้เกิดการเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานขึ้น และอิเล็กตรอนกลับสู่ชั้นพลังงานเดิมมันจะปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบของรังสีแกมมาความเข้มสูงออกมา รังสีแกมมาที่ผลิตขึ้นมานี้จะมีความเข้มของพลังงานที่มากกว่ารังสีแกมมาตามธรรมชาติหลายเท่า

การทดลองเร่งอะตอมด้วยเครื่องเร่งอนุภาค เป็นอีกหนึ่งความท้าทายใหม่ของนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการจะศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆในธรรมชาติ หากการทำลองนี้ประสบผลสำเร็จ รังสีแกมมาพลังงานสูงที่ผลิตขึ้นมาจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการศึกษาปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ในระดับอะตอมอื่นๆที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกใช้งานในปัจจุบันอย่างรังสีเอ๊กซ์ไม่สามารถทำได้ หรืออาจต่อยอดไปอีกไกลอีกจากการใช่รังสีแกมมาพลังงานสูงสร้างอนุภาคมูลฐานชนิดต่าง ๆขึ้นมา ทั้งที่เป็อนุภาคทั่วไปเช่น ควาร์ก อิเล็กตรอน มิวออน หรือแม้กระทั้งให้กำเนิดอนุภาคของสสารที่มีมวลมากซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปต่อไปเป็นสสารหายากเช่นสสารมืดได้

ที่มา sciencenews.org
เรียบเรียงโดย @MrVop