ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่า "ปฏิสสาร" (antimatter) ดังนั้นมันก็คือคู่แฝดคนละฝาของสสาร (matter) เมื่อสสารและปฏิสสารเจอกัน มันจะจับคู่กันสลายตัวเป็นพลังงานทันที (mutual annihilation) การกักเก็บปฏิสสารให้นานพอจะศึกษาคุณสมบัติของมันจึงเป็นเรื่องที่ทำได้ยุ่งยากอย่างยิ่ง

ปลายปีที่แล้ว ประมาณเดือนพฤศจิกายน 2010 ทีม ALPHA ของ CERN ได้ประกาศความสำเร็จจับ antihydrogen ได้นาน 172 มิลลิวินาที พอมาถึงปี 2011 ทีม ALPHA แชมป์เก่าก็ทุบสถิติตัวเองซะแหลกกระจุยทั้งในทางปริมาณและคุณภาพ พวกเขาสามารถดักเก็บ antihydrogen จำนวน 309 ตัว (ของปีที่แล้วได้ 38 ตัว) ได้นานถึง 0.2 - 1,000 วินาที (สำหรับคนที่อยากรู้หน่วยเป็นนาที ผมกดเครื่องคิดเลขให้แล้ว 1000 วินาที = 16 นาที 40 วินาที ซึ่งตามมุมมองของนักฟิสิกส์ มันเท่ากับ "ชั่วนิรันดร์")

วิธีการทดลองของทีม ALPHA ยังคงไม่ต่างจากการทดลองในปีที่แล้ว นั่นคือใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก "ดัน" กลุ่มเมฆ positron และ antiproton มาผสมกัน แล้วดักเก็บ antihydrogen ที่ได้ด้วยสนามแม่เหล็กที่มีขั้วแม่เหล็กล้อมรอบ 8 ทิศทาง พอเดินเครื่องเป็นสักระยะหนึ่ง ก็ปิดสนามแม่เหล็ก ปล่อยให้ antihydrogen ชนกับผนังซึ่งเป็นสสาร เครื่องตรวจจับจะตรวจจับผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการสลายตัวเพื่อใช้ในการวิเคราะห์ว่ามี antihydrogen เกิดขึ้นตรงไหนและเป็นจำนวนเท่าไรต่อไป

ทีม ALPHA โม้ว่า หลังจากที่ประกาศความสำเร็จไปตั้งแต่คราวที่แล้ว โอกาสสำเร็จในการดักเก็บ antihydrogen ก็เพิ่มขึ้นตลอด จากเดิมที่ทำการทดลอง 10 ครั้ง สำเร็จ 1 ครั้ง ตอนนี้แทบจะดัก antihydrogen ได้ทุกครั้งเลย และตัวเลขจะไม่หยุดแค่ 1,000 วินาทีแน่นอน

นักฟิสิกส์เชื่อว่า antihydrogen ที่มีอายุนานเกินหลักวินาทีขึ้นไปน่าจะมีพลังงานลดลงจนมาอยู่ในระดับ ground state ได้ การมีปฏิสสารใน ground state ไว้ในมือเป็นการเบิกทางให้กับงานทดลองใหม่ๆ มากมาย เช่น การศึกษาอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงต่อปฏิสสาร เป็นต้น เพียงแต่ตอนนี้เครื่องไม้เครื่องมือของทีม ALPHA ยังไม่เพียงพอ ต้องรอให้การติดตั้งอุปกรณ์เลเซอร์เสร็จสิ้นเสียก่อน (คาดว่าไม่เกินปี 2012) แสงเลเซอร์จะช่วยให้นักวิจัยตรวจวัดสเปกตรัมของปฏิสสารและช่วยฉุดให้ปฏิสสารมีพลังงานลดลงได้

จนป่านนี้ ทีม ATRAP คู่แข่งของ ALPHA ที่หมายมั่นจะเอาชนะสถิติอันเก่าของ ALPHA มาตั้งแต่ปีที่แล้ว ก็ยังไม่มีการรายงานผลอะไรที่น่าตื่นเต้นออกมา

ที่มา - Scientific American, PhysOrg, Science Daily (1, 2, 3), The Register, Live Science

แม้ว่าจะเคยถูก NASA สั่งล้มโครงการในปี 2003 แต่ตอนนี้ Alpha Magnetic Spectrometer (หรือ AMS) พร้อมแล้วที่จะขึ้นไปทำหน้าที่บนอวกาศ

Alpha Magnetic Spectrometer คือเครื่องมือในการตรวจหาร่องรอยของปฏิสสารในอวกาศ ว่ากันตามตรงมันก็คือแม่เหล็กขนาดยักษ์ดีๆ นี่เอง สนามแม่เหล็กของเครื่องจะหักเหคลื่นรังสีคอสมิกที่วิ่งไปวิ่งมาในอวกาศให้ผ่านเครื่องตรวจจับเพื่อวัดค่าประจุและความเร็ว ข้อมูลเหล่านี้จะถูกส่งกลับมาวิเคราะห์ที่โลก รอให้นักวิทยาศาสตร์ NASA มาสุมหัวนั่งค้นหาร่องรอยหลักฐานของปฏิสสารในอวกาศต่อไป

สาเหตุที่นักวิทยาศาสตร์อยากขนเอาแม่เหล็กยักษ์ขึ้นไปไว้บนอวกาศซะเหลือเกินก็ไม่ใช่เพราะจะผลาญงบเล่นอะไรหรอก แต่เพราะรังสีคอสมิกบนนั้นมีพลังงานมากกว่าเครื่องเร่งอนุภาคบนโลกหลายเท่า ดังนั้นก็มีโอกาสที่นักวิทยาศาสตร์จะเจอร่องรอยของปฏิสสารได้มากกว่า ถ้าโชคดีเราอาจจะเจอปฏิสสารที่ใหญ่กว่า antihelium เสียอีก หรือถ้าโชคดีมากกว่านั้น บางทีสิ่งที่เราเจออาจเป็นปฏิสสารที่มาจาก "ปฏิกาแล็กชี่" ที่มีดาวทั้งดวงเป็นปฏิสสารเลยก็ได้

นอกจากปฏิสสารแล้ว นักฟิสิกส์ยังหวังใจว่า AMS จะเจอของดีอีกอย่างที่พิสูจน์ได้ว่า "สสารมืด" (dark matter) มีจริง สสารมืดคือสสารที่ยังไม่มีใครเคยเห็นหน้าคร่าตาจังๆ สักที แต่นักฟิสิกส์คำนวณไว้ว่ามันต้องมีอยู่มิฉะนั้นกาแล็กซี่จะมีแรงโน้มถ่วงไม่พอให้คงรูปอยู่ได้ นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานไว้ว่ามีสสารมืดตัวหนึ่งที่ชื่อว่า neutralino ซึ่งเมื่อชนกันจะปล่อยโพสิตรอนพลังงานสูงออกมามากมาย ดังนั้นถ้า AMS เจอคลื่นโพสิตรอนแปลกๆ ก็เป็นไปได้ว่าเราเจอสสารมืดแล้ว

AMS จะถูกส่งขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ISS ด้วยกระสวยอวกาศ Endeavour ในวันศุกร์ที่ 29 เมษายน 2011 นี้ เวลาปล่อยกระสวยอวกาศออกจากแท่นส่งคือ 20:47 น. ตามเวลามาตรฐานกรีนิช นักวิทยาศาสตร์ NASA คาดว่ามันจะสามารถปฏิบัติภารกิจไปได้จนถึงปี 2020 ซึ่งเป็นปีที่สถานีอวกาศนานาชาติปลดประจำการพอดี

ที่มา Space.com

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติแห่ง Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) และ Brookhaven National Laboratory ได้ค้นพบปฏิสสารตัวใหม่ ปฏิสสารตัวนี้คือ "Antihelium-4" ซึ่งเป็นสถิติปฏิสสารที่หนักที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบมา

การค้นพบนี้เกิดจากการทดลองชนอนุภาคทองคำด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง หลังจากการชนก็มีอนุภาคต่างๆ กระจายออกมา หนึ่งในจำนวนนั้นคือ Helium-4 และปฏิสสารของมัน Antihelium-4 อนุภาคเหล่านี้ตรวจจับได้โดยเครื่องตรวจจับ STAR

Antihelium-4 ประกอบด้วย antiproton สองตัวและ antineutron สองตัว บางทีเราจะเรียก Antihelium-4 ว่า "Anti-alpha" ก็ได้ (เพราะรังสีแอลฟาก็คือนิวเคลียสของฮีเลียมนั่นเอง) กว่าจะค้นพบร่องรอยของ Antihelium-4 นักวิทยาศาสตร์ต้องเอาอนุภาคทองคำมาชนกันกว่าหนึ่งพันล้านครั้ง ประมาณกันว่ามีอนุภาคที่เกิดจากการชนทั้งหมดมากกว่าห้าแสนล้านตัว

ก่อนหน้านี้ปฏิสสารที่หนักที่สุดของวงการฟิสิกส์ คือ ปฏิอนุภาคที่ประกอบด้วย antiproton, antineutron, anti-Lambda อย่างละตัวซึ่งค้นพบในปี 2010 ทีมที่ค้นพบก็คือทีม STAR แห่ง RHIC นี่แหละ

ที่มา - PhysOrg

ข่าวใหญ่จาก CERN มาอีกแล้วครับ

ความสำเร็จครั้งนี้เป็นผลงานของทีมการทดลอง ALPHA (Anti-hydrogen Laser Physics Apparatus) ซึ่งมีนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชั้นนำของโลกเข้าร่วมมากมาย เช่น University of Liverpool, Swansea University, University of California, Berkeley และ Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) โดยเป้าหมายของทีม ALPHA นี้ก็คือศึกษาคุณสมบัติของสิ่งที่เรียกว่า "ปฎิสสาร"

ปฏิสสาร หรือ Antimatter คือสิ่งที่ตรงข้ามกับสสาร (matter) เช่น โพสิตรอนซึ่งเป็นปฏิสสารของอิเล็กตรอน มีทุกอย่างเหมือนกับอิเล็กตรอนหมดแต่มีประจุเป็นบวก เป็นต้น นักพิสิกส์เชื่อกันว่าในตอนที่เกิดบิ๊กแบง (Big Bang) เมื่อ 14,000 ล้านปีก่อน สสารและปฏิสสารถูกสร้างขึ้นมาในปริมาณที่เท่าๆ กัน แต่ด้วยเหตุผลที่ยังไม่มีใครทราบ ปฏิสสารในเอกภพของเราหายไปเกือบหมด เหลือแต่สสารอย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้

เหตุผลที่เราแทบจะไม่รู้เรื่องเกี่ยวกับปฏิสสารเลย ก็เนื่องจากว่าเราไม่มีเวลาพอจะสังเกตมันนั่นเอง ไม่ใช่เพราะนักวิทยาศาสตร์อู้งานหรือกิ๊กเยอะ แต่เป็นเพราะทันทีที่ปฏิสสารเกิดขึ้นและสัมผัสกับสสาร (ไม่ว่าจะเป็นหลอดทดลอง ผนัง อากาศ) ปฏิสสารกับสสารจะหักล้างกันเองเหลือแต่พลังงานในรูปรังสีแกมมา อย่างดีที่สุดที่เคยทำได้ คือเมื่อปี 2002 ทีม ATHENA ของ CERN สร้าง antihydrogen (ปฏิสสารของอะตอมไฮโดรเจน) และประคับประคองให้มันชีวิตอยู่ได้นานแค่ไม่กี่มิลลิวินาทีก่อนที่มันจะชนกับสสารแล้วหายไป

ALPHA เข้ามารับไม้ต่อจากทีม ATHENA ที่ปิดตัวลงไปในปี 2004 และสร้างผลงานต่อจนสามารถกัก antihydrogen ให้มีชีวิตได้นานถึงหลักร้อยมิลลิวินาทีเป็นครั้งแรกจนเป็นข่าวใหญ่โตเขย่าวงการฟิสิกส์ทั่วโลกในตอนนี้

ภาพยนตร์ Angels & Demons ที่กำลังเข้าฉายนั้นมีระเบิด Antimatter หรือปฏิสสารเข้ามาเกี่ยวข้องในเนื้อเรื่อง เรามาดูกันดีกว่าว่าในแง่วิทยาศาสตร์แล้ว Antimatter จริงๆ นั้นเป็นอย่างไรบ้าง

• ระเบิด Antimatter 1 ปอนด์ มีผลทำลายล้างเท่ากับระเบิด TNT 19 เมกะตัน
• Antimatter ต้องเก็บอยู่ในสภาพสุญญากาศอย่างสมบูรณ์ ห้ามไม่ให้มันไปสัมผัสกับพื้นผิวของกล่องที่ใส่ ไม่งั้น ตูม!
• ในเรื่อง ระเบิด Antimatter ถูกขโมยมาจาก CERN (ผู้สร้างเครื่อง LHC) ในความเป็นจริง CERN มี Antimatter อยู่จริงๆ ซะงั้น แต่มีอยู่ในปริมาณระดับเศษเสี้ยวธุลี คนของ CERN บอกว่าถ้าเอาปริมาณ Antimatter ที่ CERN ผลิตขึ้นได้ในรอบ 30 ปีมารวมกัน มันจะได้แค่ 1 ในหมื่นล้าน กรัมเท่านั้น
• ถ้า Antimatter ปริมาณที่มีอยู่ระเบิดบนนิ้วของคุณ จะอารมณ์ประมาณจุดไม้ขีด ไม่แรงไปกว่านั้น
• CERN ชี้แจงบนเว็บไซต์ว่าอย่ากลัว มันต้องใช้เวลาเป็นพันๆ ล้านปีในการสร้างระเบิด Antimatter ที่มีพลังทำลายล้างเท่ากับนิวเคลียร์ในปัจจุบัน
• วิธีการสร้าง Antimatter ในปัจจุบันคือยิงรังสีอานุภาพพลังงานสูงเข้าไปชนเป้าหมาย (ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำอยู่ใน LHC) แต่หลายหน่วยงาน เช่น NASA ก็กำลังคิดวิธีใหม่ๆ อยู่เช่นกัน
• NASA ประเมินว่าค่าใช้จ่ายในการผลิต Antimatter 1 ไมโครกรัมอยู่ที่ 62.5 ล้านดอลลาร์
• แต่ถ้ามีโรงงานผลิตอย่างเป็นเรื่องเป็นราว อาจลดค่าใช้จ่ายลงมาเหลือ 25,000 ดอลลาร์ต่อไมโครกรัม แต่ค่าโรงงานนี่ 3,000-10,000 ล้านดอลลาร์

ที่มา - Wired