หลังจากการรายงานผลประจำปี 2011 ที่ผ่านมา ล่าสุดเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ 2012 นักวิทยาศาสตร์ของ CERN ได้ส่งผลวิจัยเพิ่มเติ่มเข้าตีพิมพ์ในวารสาร Physics Letters B

ข้อมูลที่ใช้ในงานวิจัยนี้คือข้อมูลที่เก็บจากการชนอนุภาคในปีที่แล้ว (ปี 2011) ก่อนที่จะปิดพักเครื่องเร่งอนุภาค LHC (Large Hadron Collider) ประจำปีในเดือนพฤศจิกายน ผลจากการวิเคราะห์เพิ่มเติมได้เพิ่มระดับความเชื่อมั่นของสัญญาณอนุภาค Higgs boson จากเครื่องตรวจจับ CMS และ ATLAS จากเดิมที่อยู่ 2 sigma กว่าๆ ไปเป็น 4.3 sigma หรือถ้าพูดเป็นภาษาชาวบ้านก็แปลได้ว่า นักวิทยาศาสตร์ CERN มั่นใจ 99.996% ว่าเจอ Higgs boson อนุภาคที่ตามหามานานแสนนานแล้ว

อย่างไรก็ตาม ความเชื่อมั่น 4.3 sigma ก็ยังไม่ทำให้นักฟิสิกส์พูดได้อย่างเต็มปากเต็มคำ การค้นพบอนุภาคใหม่ในทางฟิสิกส์อนุภาคจะต้องได้รับการยืนยัน 5 sigma เป็นอย่างต่ำ

ช่วงสัปดาห์นี้ (วันที่ 6-10 กุมภาพันธ์ 2012) นักวิทยาศาสตร์และวิศวกร CERN กำลังประชุมกันอยู่ที่เมือง Chamonix ประเทศฝรั่งเศส ว่าตกลงแล้วการเดินเครื่อง LHC รอบหน้าจะปรับไปถึงระดับพลังงานเท่าไร แม้การประชุมจะยังไม่สิ้นสุด แต่แหล่งข่าววงในของ Nature แอบเผยว่ามติที่ประชุมน่าจะออกมาลงตัวที่ 7-8 TeV

ที่มา - Nature News, PhysOrg, CERN Press Release

LHC (Large Hadron Collider) ทำผลงานค้นพบอนุภาคชนิดใหม่เป็นครั้งแรก แม้ว่าจะยังไม่ใช่อนุภาค Higgs boson ที่ตามหากัน แต่อย่างน้อยนักฟิสิกส์ที่ CERN ก็มีอะไรไว้อวดบ้างแล้ว

อนุภาคใหม่ที่ค้นพบโดยทีม ATLAS ของ LHC มีชื่อว่า χ_b(3P) (อ่านว่า /ไค-บี-3-พี/) เป็นอนุภาคประเภท boson ที่ประกอบด้วย beauty quark และ antiquark ของมันอย่างละหนึ่งตัว ดึงดูดกันด้วยแรงนิวเคลียร์แบบเข้ม (strong nuclear force)

อนุภาคใหม่จะช่วยให้นักฟิสิกส์เข้าใจธรรมชาติของแรงนิวเคลียร์แบบเข้มมากขึ้น

ขณะรอการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ บทความวิจัยได้เผยแพร่อยู่ที่ arXiv.org

ที่มา - The Telegraph, PhysOrg, COSMOS, Popular Science

ความน่าตกใจเพียงประการเดียวของข่าวนี้ คือ มันทำให้เราตระหนักว่า ก่อนหน้านี้ LHC ยังไม่เคยค้นพบอนุภาคอะไรเป็นชิ้นเป็นอันเลย! สรุปว่าข่าวเกี่ยวกับ LHC ที่เราเคยอ่านมาทั้งหมดมีแต่ข่าวจิปาถะ/บทเบ็ดเตล็ด/ทฤษฎีพิลึกพิลั่นนั่นเอง

งานแถลงข่าววิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดประจำสัปดาห์นี้คงไม่พ้น งานสัมมนาของ CERN ในวันที่ 13 ธันวาคม 2011 ที่ผ่านมา ซึ่งหลายคนก็กลั้นหายใจรอดูว่า LHC จะประกาศการค้นพบอนุภาค Higgs boson ที่ตามหากันมานานแสนนานหรือไม่

การแถลงอย่างเป็นทางการของ CERN อาจจะทำให้พวกบ้าข่าวลือผิดหวังบ้างเล็กน้อย เพราะยังไม่มีการค้นพบ Higgs boson เกิดขึ้นที่ LHC

แต่เรื่องน่าตื่นเต้น คือ ทีม ATLAS และ CMS แสดงผลการทดลองที่สอดคล้องกันว่าเจอร่องรอยสัญญาณ excess (หมายถึงการกระโดดขึ้นอย่างผิดปกติในกราฟข้อมูล) ตรงค่ามวลใกล้เคียงกับมวลที่คาดว่าเป็นของ Higgs boson นั่นแปลว่าถ้า Higgs boson มีจริง สัญญาณดังกล่าวก็ควรจะเป็นของ Higgs boson นั่นแหละ

รอยสัญญาณ excess ที่ ATLAS เจออยู่ตรงมวลประมาณ 125 GeV และสามารถบีบช่วงที่น่าจะเจอ Higgs boson เหลือแค่ช่วง 115-130 GeV ที่ความเชื่อมั่น 95% ส่วนของ CMS เจออยุ่ที่ 124 GeV และสามารถบีบช่วงมวลของ Higgs boson ให้เหลือแค่ช่วง 115-127 GeV ที่ความเชื่อมั่น 95%
(GeV หรือ Gigaelectronvolt เป็นหน่วยของมวลหรือพลังงานก็ได้ เพราะอย่างไรในทางฟิสิกส์อนุภาค มวลกับพลังงานก็คือของอย่างเดียวกันอยู่แล้ว มวลโปรตอน 1 ตัวมีค่าประมาณ 1 GeV)

น่าเสียดายที่ข้อมูลการชนของอนุภาคที่รวบรวมได้ตอนนี้ยังมีไม่เพียงพอจะยืนยันได้ว่าร่องรอยสัญญาณที่เกิดขึ้นมาจาก Higgs boson จริงๆ ไม่ใช่แค่ความบังเอิญในทางสถิติ ความเชื่อมั่นของทีม ATLAS และ CMS อยู่ที่ประมาณ 2 sigma เท่านั้น (มีโอกาสเป็นแค่ความบังเอิญไม่ถึง 5%) ซึ่งในทางฟิสิกส์อนุภาคถือว่ายังไม่พอ ความเชื่อมั่นอย่างต่ำที่จะยืนยันการค้นพบ คือ 5 sigma

Press release อย่างเป็นทางการของ ATLAS อยู่ที่ www.atlas.ch/news/2011/status-report-dec-2011.html
และของ CMS อยู่ที่ cms.web.cern.ch/news/cms-search-standard-model-higgs-boson-lhc-data-2010-and-2011

เอาเป็นว่า ถ้าไม่มีอะไรผิดพลาดหรือโลกแตกไปเสียก่อน ปีหน้า 2012 เราก็คงได้รู้แน่แล้วว่า Higgs boson มีจริงหรือไม่

ที่มา - Popular Science, Scientific American, The Telegraph, Science Daily, BBC News

วันที่ 13 ธันวาคม 2011 ที่จะถึงนี้ CERN จะรายงานผลการทดลองของ LHC อย่างเป็นทางการ ให้สาธารณชนได้รับทราบว่าหนึ่งปีที่ผ่านมานักฟิสิกส์ของ CERN ได้ทำอะไรไปบ้าง โดยเฉพาะความคืบหน้าในการค้นหา "อนุภาคพระเจ้า" หรือ Higgs boson

ตอนนี้ทั้งข่าวลือและความคาดหวังก็แพร่กันไปทั่ว แม้แต่นักฟิสิกส์บางคนยังเชื่อมั่นเลยว่า เราน่าจะได้เห็น "แวบแรก" ของ Higgs boson ในสัปดาห์หน้า หรือบางคนก็ดักคอว่า หาก LHC ยังไม่เจอสัญญาณอะไรแม้แต่นิด วงการฟิสิกส์ก็ควรหันไปให้ความสนใจทฤษฎีอื่น (ที่ไม่ต้องรวม Higgs boson เข้าไปในสมการ) ได้แล้ว

อย่างไรก็ตาม CERN ออกตัวอย่างระมัดระวังว่าข้อมูลที่ ATLAS และ CMS เก็บได้ยังไม่เพียงพอที่จะพิสูจน์ว่ามีหรือไม่มี Higgs boson ดังนั้นการแถลงในสัปดาห์หน้าจะไม่มีการยืนยันการค้นพบ (หรือการไม่ค้นพบ) Higgs boson แน่นอน

ที่มา - Live Science, Scientific American, BBC News

Large Hadron Collider (LHC) ของ CERN คือเครื่องเร่งอนุภาคที่มีกำลังมากที่สุดของโลก ณ เวลาปัจจุบัน ขณะทำงาน LHC จะเร่งอนุภาคโปรตอนให้วิ่งมาชนกันด้วยความเร็วที่เกือบๆ จะเท่ากับความเร็วแสง การดำเนินการเช่นนี้ต้องใช้ความละเอียดเป็นอย่างมาก ปล่อยให้มีอะไรมารบกวนไม่ได้

แต่ทีมของ Tobias Baer รายงานว่า ในปีที่ผ่านมา มีอยู่หลายครั้งลำอนุภาคโปรตอนที่ LHC วิ่งได้ไม่ถึงพลังงานที่ตั้งไว้ นับแค่เฉพาะระหว่างเดือนเมษายนถึงสิงหาคม 2011 พบเหตุการณ์ดังกล่าวกว่า 10,000 ครั้ง บางครั้งพลังงานก็ลดลงมากจนถึงกับต้องหยุดการปล่อยลำอนุภาคโปรตอนชั่วคราว Tobias Baer บอกว่าปัญหาดังกล่าวเกิดจาก "UFOs" ไปกีดขวางเส้นทางของลำอนุภาค

UFOs ในที่นี้ไม่ใช่ยานบินของมนุษย์ต่างดาวที่ไหน แต่เป็น "Unidentified Falling Objects" หรือ "อนุภาคที่ตกลงมาจากไหนไม่รู้" (อันนี้เป็นตัวย่อที่ใช้กันจริงๆ ในรายงาน ไม่เชื่อดูได้จากบทความฉบับที่เสนอในงาน IPAC2011 http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/IPAC2011/papers/tupc137.pdf)

จากการสังเกตของทีม Tobias Baer พบว่าจุดที่มีปัญหากับ UFOs มากที่สุดสองจุด คือ ขั้วไฟฟ้าที่ใช้เป็นแหล่งกำเนิดโปรตอน กับ แม่เหล็ก MKIs (injector kicker magnets) ทำให้สันนิษฐานได้ว่า UFOs น่าจะเป็นอนุภาคที่มีขั้ว มันถึงได้มีปฏิกิริยากับแหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

ตอนนี้ LHC กำลังอยู่ในช่วงพักปรับปรุงเพื่อที่จะเปิดเดินเครื่องด้วยพลังงานที่สูงขึ้นไปอีกในปี 2012 ดังนั้นนี่ก็คงเป็นโอกาสอันดีที่นักวิทยาศาสตร์จะได้ค้นหาว่า UFOs ใน LHC มันคืออะไร และหล่นมาจากไหนกันแน่

ที่มา - Life's Little Mysteries

ก่อนหน้านี้นักฟิสิกส์เคยประเมินกันไว้ว่าการตามหาอนุภาค Higgs boson หรือที่เรียกกันเล่นๆ ว่า "อนุภาคพระเจ้า" จะสำเร็จลงได้ภายในปี 2012 แต่ ศ. Guido Tonelli โฆษกของ LHC ได้เผยถึงความเป็นไปได้ว่าการค้นหาอนุภาคพระเจ้าอาจจะจบลงภายในคริสต์มาสปีนี้

เหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ LHC เชื่อมั่นว่าเราจะค้นพบอนุภาค Higgs boson (หรือค้นพบว่าไม่มี Higgs boson มาตั้งแต่แรก) ภายในปีนี้ มีพื้นฐานมาจากการทำงานของเครื่องเร่งอนุภาค LHC ที่ช่วงหลังมานี้ทำงานได้ราบรื่นดีกว่าที่คาดไว้ ถ้าไม่มีอะไรพลาด สิ้นเดือนตุลาคม 2011 นี้ LHC ก็จะเก็บข้อมูลการชนของอนุภาคได้ถึง 5 inverse femtobarns

อย่างไรก็ตาม ข้อมูลขนาด 5 inverse femtobarns ทำได้อย่างมากก็แค่ชี้ว่ามีหรือไม่มีอนุภาค Higgs เท่านั้น การยืนยันต้องการข้อมูลที่มากกว่านี้เข้าไปอีก

อนุภาค Higgs boson คืออนุภาคที่ทฤษฎี Standard Model (ทฤษฎีการกำเนิดของสรรพสิ่งที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในปัจจุบัน) ใช้อธิบายถึงการมีหรือไม่มีมวลของอนุภาคทั้งหลาย หาก LHC เจออนุภาค Higgs นักฟิสิกส์ก็จะยังเชื่อในสิ่งที่ตัวเองอยากเชื่อต่อไปได้ แต่ถ้าหากสุดท้ายแล้วไม่มีอนุภาค Higgs นักฟิสิกส์ก็ต้องหาทางอธิบายจักรวาลกันใหม่

ที่มา - BBC News

เมื่อปีที่แล้ว (ค.ศ. 2010) LHC ของ CERN ได้บรรลุเป้าหมายในการเก็บข้อมูลการชนกันของอนุภาคถึงตัวเลข 2 inverse picobarns ผ่านมายังไม่ถึงหนึ่งปีเต็ม เมื่อเวลาประมาณ 10:50 CEST ของวันที่ 17 มิถุนายน 2011 ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ CERN ก็ได้ประกาศว่า LHC สำเร็จเป้าหมาย 1 inverse femtobarn ที่ตั้งไว้สำหรับปี 2011 แล้ว (1 inverse femtobarn = 1,000 inverse picobarns)

หน่วย inverse femtobarn เป็นตัวเลขที่บ่งชี้ถึงจำนวนครั้งของการชนกันของอนุภาคในเครื่องเร่งซึ่งแปรผันโดยตรงกับความสว่างสะสมของลำอนุภาคที่ใช้ตลอดระยะเวลาทำการ โดยปกติ 1 inverse femtobarn จะเท่ากับการชนกันประมาณ 70 ล้านล้านครั้ง

ที่มา - Science Daily

เมื่อปลายเดือนเมษายน มีข่าวลือออกมาว่า LHC พบอนุภาค Higgs boson หรืออนุภาคพระเจ้าแล้ว เนื่องจากมีคนไปเจอบันทึกภายในที่ระบุว่าเครื่องตรวจจับอนุภาค ATLAS เจอสัญญาณของอนุภาคแปลกๆ ตรงตำแหน่งที่เข้าข่ายมวลของ Higgs boson พอดี หลังจากนั้นคนของ CERN ก็ออกมายอมรับว่าบันทึกที่เป็นต้นเหตุข่าวลือเป็นของจริง แต่ยังเป็นแค่การรายงานขั้นต้นที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์จากทีมอื่นๆ

วันนี้ New Scientist ลงข่าวว่าได้รับเอกสารอีกชิ้นจาก CERN รายงานว่า CMS ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับอนุภาคอีกตัวของ LHC ไม่เจอสัญญาณตรงค่ามวลดังกล่าว ทำให้เป็นไปได้สูงว่าสิ่งที่ ATLAS เจอเป็นแค่ความบังเอิญทางสถิติหรือความผิดพลาดจากการวิเคราะห์เท่านั้น

อย่างไรก็ดีรายงานของ CMS ฉบับนั้นก็ยังเป็นแค่รายงานขั้นต้น คงต้องรออีกสักพัก หากมีอะไรน่าสนใจจริง CERN คงแถลงข่าวเรื่องนี้สู่สาธารณชนอย่างเป็นทางการ

ที่มา - New Scientist

เมื่อช่วงปลายสัปดาห์ที่ผ่านมา มีข่าวลือประโคมในวงการฟิสิกส์ว่า "LHC เจอหลักฐานที่คาดกันว่าจะเป็น Higgs boson แล้ว" แน่นอนว่าข่าวพาดหัวใหญ่อะไรแบบนี้ลามกันเร็วกว่าข่าวลือ "ดาวเทียมล่ม-เตรียมรัฐประหาร" เสียอีก

ต้นตอของข่าวนี้คือข้อความที่เชื่อกันว่ามาจากบันทึกภายในของนักวิจัย CERN เรื่องของเรื่องเริ่มมาจากมีคนไปโพสต์บันทึกในบล็อก Not Even Wrong ของ Peter Woit นักคณิตศาสตร์มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ข้อความในบันทึกนั้นก็มีหน้าตาอย่างที่เห็นด้านล่าง

เวลาประมาณเที่ยงคืนเมื่อคืนวานตามเวลาท้องถิ่น (เวลาประเทศไทยน่าจะประมาณตอนเที่ยงวันของวันที่ 22 เมษายน 2011) เครื่องเร่งอนุภาค Large Hadron Collider (LHC) ของ CERN ได้ทำลายสถิติยิงลำแสงที่มีความเข้มสูงที่สุดด้วยความเข้มขนาด 4.67 × 10³² cm^-2s^-1 เป็นการโค่นสถิติเดิมที่ Tevatron ของ Fermilab ได้ทำไว้ (4.024 × 10³² cm^-2s^-1) เมื่อปี 2010

ยิ่งความเข้มของลำแสงในเครื่องเร่งอนุภาคมีมากเท่าไร โอกาสที่อนุภาคจะชนกันก็เกิดขึ้นได้มากตามไปด้วย และยิ่งมีการชนของอนุภาคเยอะๆ นักวิทยาศาสตร์ของ CERN ก็จะมีข้อมูลมากองถมหัวให้ได้เล่นกันมากขึ้น ความเป็นไปได้ที่จะเจออนุภาค Higgs boson ก็สูงขึ้น

ที่มา - CERN Press Release