Black Holes and High Energy Particles

เสวนาพิเศษ Mahidol Science Cafe: Black Holes and High Energy Particles

Mahidol Science Café Black Holes and High Energy Particles
Mahidol Science Café Black Holes and High Energy Particles

โดยนักวิจัยอนุภาคพลังงานสูงจากองค์กรระดับนานาชาติ อาทิ 

Prof. Zhen Cao, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Science โฆษกและหัวหน้าโครงการ LHAASO

Prof. Dr. David Ruffolo หัวหน้ากลุ่มวิจัยรังสีคอสมิกและอนุภาคพลังงานสูง ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ดำเนินรายการโดย ณัฐนนท์ ดวงสูงเนิน นักสื่อสารวิทยาศาสตร์ บรรณาธิการบริหาร SPACETH.CO สื่ออวกาศออนไลน์ที่มีความร่วมมือกับหน่วยงานอวกาศระดับนานาชาติ

Prof. Zhen Cao
Prof. Zhen Cao
Prof. Dr. David Ruffolo
Nattanon Dungsunenarn
ณัฐนนท์ ดวงสูงเนิน

Black Holes as High Energy Particle Accelerators

การเสวนาในครั้งนี้ Prof. Zhen Cao ได้อธิบายเกี่ยวกับโครงการ Large High Altitude Air Shower Observatory หรือ LHAASO ซึ่งทำการวัดอนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศที่เข้ามาชนและทำปฏิกิริยากับชั้นบรรยากาศของโลกด้วยเครื่องวัดอนุภาคบนที่ราบสูงของประเทศจีน บนพื้นที่กว่า 1 ตารางกิโลเมตร ที่ระดับความสูง 4,410 เมตร จากระดับน้ำทะเล

และเล่าถึงการตรวจพบรังสีแกมมาพลังงานสูงมากจากหลุมดำดาวฤกษ์ในกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยมีพลังงานในระดับหนึ่งพันล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์ (PeV)

หากเทียบให้เห็นภาพได้ชัดเจน พลังงานที่ส่งผ่านโทรทัศน์จอเรืองแสงรุ่นเก่านั้นอยู่ที่ระดับหนึ่งพันอิเล็กตรอนโวลต์ (keV) เท่านั้น ดังนั้นพลังงานระดับ PeV จึงถือว่าเป็นระดับพลังงานที่สูงมาก ๆ

LHAASO ได้ตรวจพบรังสีแกมมาพลังงานสูงระดับ PeV ได้หลายอนุภาค และหนึ่งในนั้นเป็นรังสีแกมมาพลังงานสูงที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยตรวจพบ โดยมาจากบริเวณใกล้กับหลุมดำในกาแล็กซี

ซึ่งการค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาแหล่งกำเนิดของอนุภาคพลังงานสูงที่รู้จักกันในชื่อของรังสีคอสมิก และเข้าใจกลไกการเร่งพลังงานของอนุภาคเหล่านี้ในอวกาศที่ยังคงเป็นปริศนาอยู่มากขึ้น

High Energy Particles in Space

Prof. Dr. David Ruffolo ได้เล่าถึงการวิจัยด้านอนุภาคพลังงานสูงในอวกาศของกลุ่มวิจัยรังสีคอสมิกและอนุภาคพลังงานสูง ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ซึ่งทำการศึกษารังสีคอสมิกและอนุภาคพลังงานสูงในหลากหลายรูปแบบทั้งทางทฤษฎีและในทางปฏิบัติในช่วงเวลาที่ผ่านมา

และเผยถึงโครงการใหม่ที่กำลังดำเนินการร่วมกับหน่วยงานพันธมิตร อาทิ การพัฒนาและทดสอบเครื่องวัดรังสีคอสมิกขนาดเล็กเพื่อส่งไปกับยานสำรวจดวงจันทร์ฉางเอ๋อ 7 และฉางเอ๋อ 8 เพื่อวัดอนุภาคพลังงานสูงบริเวณดวงจันทร์ รวมถึงสภาพกัมมันตรังสีในอวกาศระหว่างดวงจันทร์และโลก

ที่จริงแล้วอนุภาคพลังงานสูงไม่ใช่เรื่องไกลตัว ขณะที่เราอยู่บนพื้นโลกก็มีอนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศที่ชนกับชั้นบรรยากาศโลกแล้วแตกตัวเป็นอนุภาคย่อย ๆ ซึ่งเคลื่อนที่ผ่านตัวเราหลายร้อยอนุภาคต่อวินาทีซึ่งอาจทำให้ DNA ของเราเกิดการเปลี่ยนแปลงได้ 

หรือหากเกิดพายุสุริยะซึ่งสามารถเร่งอนุภาคในอวกาศให้มีพลังงานสูงขึ้น นักบินอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจนอกโลกก็เสี่ยงที่จะได้รับผลกระทบต่อสุขภาพมากขึ้น นอกจากนั้นพายุสุริยะก็สามารถสร้างความเสียหายต่อระบบอิเล็กทรอนิกส์บนดาวเทียมและยานอวกาศ ซึ่งส่งผลกระทบถึงระบบการสื่อสาร ไปจนถึงระบบไฟฟ้าบนพื้นโลก หรือแม้แต่ผู้โดยสารเครื่องบินบริเวณขั้วโลกได้

การศึกษาอนุภาคพลังงานสูงจึงเป็นการช่วยให้เราพยากรณ์สภาพอวกาศ (space weather) และสามารถรับมือกับสถานการณ์เหล่านี้ได้ Prof. Dr. David Ruffolo กล่าว

งานวิจัยขั้นแนวหน้า (frontier research) สร้างประโยชน์อะไรให้กับสังคม

ณัฐนนท์ ดวงสูงเนิน ผู้ดำเนินรายการ และผู้เข้าร่วมกิจกรรมจำนวนกว่า 30 คน ได้ร่วมแลกเปลี่ยนความคิดเห็น พร้อมทั้งสอบถามต่อยอดในประเด็นต่าง ๆ เกี่ยวกับงานวิจัยด้านอนุภาคพลังงานสูงที่น่าสนใจ รวมถึงพูดคุยเกี่ยวกับแรงบันดาลใจของนักวิทยาศาสตร์ระดับแนวหน้าทั้ง 2 ท่านในการทำงานวิจัยด้านรังสีคอสมิกและอนุภาคพลังงานสูง ไปจนถึงมุมมองเรื่องการทำงานวิจัยแนวหน้า และการนำองค์ความรู้จากงานวิจัยไปใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อสังคม ซึ่งทั้งสองท่านได้ให้มุมมองที่น่าสนใจว่า

การศึกษาวิจัยสิ่งต่าง ๆ ด้วยความใฝ่รู้จะทำให้เราเข้าใจธรรมชาติของสิ่งต่าง ๆ ในจักรวาลมากขึ้น และพัฒนาก่อเกิดองค์ความรู้ใหม่  ๆ ซึ่งเป็นพื้นฐานในการต่อยอดไปสู่การสร้างเทคโนโลยีและนวัตกรรม ซึ่งจะช่วยเพิ่มขีดความสามารถของประเทศในการแข่งขันกับนานาชาติ และนำพามนุษยชาติให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้นไปในอนาคต