ตลอดระยะเวลา 100 ปีที่ผ่านมา ฟิสิกส์อนุภาคได้ไขความลับในโลกควอนตัมได้มากมาย ผ่านการนำอนุภาคชนเข้าหากันในเครื่องเร่งอนุภาค ซึ่งในตอนนี้นักฟิสิกส์ทั่วโลกต่างก็กำลังหาสิ่งที่สามารถมาทดแทนเครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดใหญ่ โดยการพัฒนาเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประสิทธิภาพเท่าเดิม แต่ย่อขนาดลงให้สามารถวางบนโต๊ะได้ !

และในตอนนี้ทีมนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการ  Berkeley ได้ประสบความสำเร็จในการเชื่อมต่อเครื่องเร่งอนุภาคที่วางอยู่บนโต๊ะทั้งสองตัวเข้าหากัน พวกเขาสามารถเร่งพลังงานของลำอิเล็กตรอนได้กว่า พันล้านอิเล็กตรอนโวลท์ในท่อที่ยาวเพียงไม่กี่เซนติเมตร แต่ในการสร้างเครื่องที่มีขนาดเล็กลง ก็ย่อมต้องการพลังงานมากขึ้นเพื่อทำการเร่งอนุภาคให้ได้ประสิทธิภาพเท่าเครื่องใหญ่ ซึ่งนั่นเป็นโจทย์ที่นักฟิสิกส์ต้องแก้ให้ได้

เครื่องเร่งอนุภาคแบบตั้งโต๊ะ มีชื่อเล่นว่า laser-plasma accelerators (LPAs) ใช้แสงเลเซอร์เป็นตัวเร่งอิเล็กตรอนแทนสนามแม่เหล็ก โดยยิงให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านชุดตัวเร่ง จากนั้นอิเล็กตรอนจะถูกเร่งอีกครั้งด้วยแสงเลเซอร์อีกลำ ที่ทำงานร่วมกับกระจกแบบพิเศษ (plasma mirror tape) ซึ่งยอมให้ลำอิเล็กตรอนผ่านไปพร้อมกับพลังงานมหาศาล และในการยิงเลเซอร์ลำที่สองต้องทำในระยะที่ใกล้กับตัวกระจกมาก มันจึงอาจทำให้เกิดรูบนตัววัสดุได้ แต่นั่นก็ไม่ได้มีผลกระทบต่อลำอิเล็กตรอน ผลของเครื่องเร่งอนุภาคแบบ LPAs นั้นสามารถสร้างลำอิเล็กตรอนที่มีพลังงานถึง พันล้านอิเล็กตรอนโวลท์ เทียบเท่ากับเครื่องซินโครตรอนเลยทีเดียว

นอกจากการออกแบบเครื่อง LPAs แล้ว นักวิทยาศาสตร์ก็ยังได้ทำการพัฒนาตัวกระจกชนิดพิเศษที่ใช้ในเครื่อง ซึ่งในตอนแรกพวกเขาได้ทำการออกแบบกระจกแบบใหม่ที่เป็นแผ่นฟิล์มของน้ำ  แต่กลับพบว่าเทปวิดิโอแบบ VHS สามารถใช้งานได้ดี โดยเทปชนิดนี้มีความบาง และทนต่อการใช้งานนานหลายชั่วโมงในแต่ละครั้ง ที่สำคัญที่สุดเมื่อมันถูกแสงเลเซอร์จะสร้างพลาสม่าออกมา จึงนับว่าเป็นกระจกที่มีประสิทธิภาพสูงมาก

ในตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกต่างก็กำลังพัฒนาเครื่อง LPAs ในทิศทางที่แตกต่างกัน แต่คาดว่าอีกไม่นานเราจะได้เห็นผลงานของเครื่องนี้ในอีกไม่ถึงสิบปีข้างหน้านี้

ที่มา http://www.iflscience.com/physics/future-particle-physics-made-tabletop-accelerators-and-vhs