จีนสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก

จีนเตรียมสร้างเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลมในอุโมงค์ใต้ดินยาว 100 กม. เพื่อสร้าง "อนุภาคของพระเจ้า"

ภายในอุโมงค์เครื่องเร่งอนุภาค ภาพ: iStock — ภายในอุโมงค์เครื่องเร่งอนุภาค ภาพ: *iStock*

เครื่องชนอนุภาคโพซิตรอนแบบวงกลมอิเล็กตรอนมูลค่า 5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (CEPC) หรือที่รู้จักกันในชื่อโรงงานฮิกส์ จะใช้เวลาประมาณ 10 ปีในการก่อสร้างและจะกลายเป็นศูนย์กลางฟิสิกส์อนุภาคแห่งต่อไปของโลก ตามที่ Wang Yifang ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์พลังงานสูงในปักกิ่ง กล่าวไว้ Interesting Engineering รายงานเมื่อวันที่ 8 มีนาคม CEPC จะสร้างโบซอนฮิกส์จำนวนหลายล้านตัวโดยการเร่งอิเล็กตรอนและแอนติอนุภาคของพวกมัน หรือโพซิตรอน ในอุโมงค์ใต้ดินยาว 100 กิโลเมตรให้มีพลังงานสูงมากและชนกัน ทำให้ นักวิทยาศาสตร์ สามารถค้นพบสิ่งใหม่ๆ ที่เกินกว่าแบบจำลองมาตรฐาน ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ดีที่สุดในปัจจุบันในการอธิบายองค์ประกอบพื้นฐานของจักรวาล

โครงการอันทะเยอทะยานนี้จะช่วยให้จีนก้าวขึ้นเป็นผู้นำระดับโลก และผู้บุกเบิกด้านฟิสิกส์พลังงานสูง หวังกล่าวว่า รายงานการออกแบบทางเทคนิคของ CEPC ซึ่งครอบคลุมนักวิทยาศาสตร์ 1,000 คนจาก 24 ประเทศ ใช้เวลา 5 ปีในการจัดทำ ผ่านการตรวจสอบระดับนานาชาติและได้รับการตอบรับจากชุมชนฟิสิกส์เมื่อมีการเผยแพร่ในเดือนธันวาคมปีที่แล้ว

รายงานฉบับนี้ พร้อมด้วยต้นแบบหลายชิ้นที่สร้างขึ้นและทดสอบในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แสดงให้เห็นถึงความสามารถของจีนในการออกแบบและสร้างศูนย์วิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่เช่นนี้ แนวคิดสำหรับ CEPC ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยหวังและเพื่อนร่วมงานในปี 2012 หลังจากการค้นพบฮิกส์โบซอน หรือ "อนุภาคพระเจ้า" ซึ่งให้มวลแก่อนุภาคอื่นๆ เกือบทั้งหมด โดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) ของยุโรป

แม้ว่าเชื่อกันว่าฮิกส์โบซอนจะเป็นกุญแจสำคัญสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในสาขาฟิสิกส์พื้นฐาน แต่ก็ยังมีผู้ที่กังขาเกี่ยวกับต้นทุนที่สูงและความพร้อมทางเทคโนโลยีของ CEPC หวังยอมรับว่า 5 พันล้านดอลลาร์นั้นไม่ใช่เงินจำนวนที่ถูกนัก อย่างไรก็ตาม หาก CEPC สามารถสนับสนุนการวิจัยให้กับนักวิทยาศาสตร์หลายพันคนในทศวรรษหน้า ต้นทุนเฉลี่ยก็จะไม่สูงนัก รายงานการออกแบบทางเทคนิคระบุว่าหน่วยงานต่างๆ กำลังพิจารณาแหล่งเงินทุน โดยคาดว่าจะได้รับเงินสนับสนุนจากรัฐบาลกลาง รัฐบาลท้องถิ่น และพันธมิตรระหว่างประเทศ

ขณะนี้การก่อสร้าง CEPC อยู่ในขั้นตอนการออกแบบทางวิศวกรรม ซึ่งรวมถึงการผลิตและการประกอบชิ้นส่วนเครื่องเร่งอนุภาคจำนวนมาก รวมถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพและความคุ้มค่า ทีมงานของหวังจะสรุปสถานที่ก่อสร้าง CEPC ในเร็วๆ นี้ เขากล่าวว่าจะมีการประเมินอย่างครอบคลุมโดยพิจารณาจากสภาพทางธรณีวิทยา การขนส่ง และโครงสร้างพื้นฐาน เนื่องจาก CEPC จะเป็นสถานที่รองรับนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลก และจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การศึกษา ของเด็กๆ

แหล่งที่มีศักยภาพ ได้แก่ ฉินหวงเต่าในมณฑลเหอเป่ย หูโจวในมณฑลเจ้อเจียง และฉางซาในมณฑลหูหนาน ขณะเดียวกัน ในยุโรป โครงการที่คล้ายกันนี้มีชื่อว่า Future Circular Collider จะเข้ามาแทนที่ Large Hadron Collider ปัจจุบัน LHC ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีเส้นรอบวง 27 กิโลเมตร เส้นรอบวงของ Future Circular Collider อาจยาวถึง 100 กิโลเมตร ด้วยงบประมาณ 2.3 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ

อัน คัง (ตาม วิศวกรรมที่น่าสนใจ )

ลิงค์ที่มา