อนุภาค 100 เมตรหรือประมาณ 328 ฟุตใต้ดิน ใต้พรมแดนระหว่างฝรั่งเศสและสวิตเซอร์แลนด์ มีเครื่องจักรทรงกลมที่อาจเปิดเผยความลับของจักรวาลให้เราทราบ หรือบางคนบอกว่ามันสามารถทำลายทุกชีวิตบนโลกแทนไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง มันเป็นเครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุดในโลก และจะตรวจสอบอนุภาคที่เล็กที่สุดของจักรวาล ซึ่ง LHC เป็นส่วนหนึ่งของโครงการที่ดำเนินการ โดยองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป
ซึ่งส่วนใหญ่เรียกว่าเซิร์น LHC เข้าร่วมศูนย์เร่งความเร็วของเซิร์นนอกเมืองเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เมื่อเปิดเครื่อง LHC จะปล่อยลำแสงของโปรตอนและไอออนด้วยความเร็วที่เข้าใกล้ความเร็วแสง LHC จะทำให้ลำแสงชนกัน จากนั้นจึงบันทึกเหตุการณ์ที่เกิดจากการชนกัน นักวิทยาศาสตร์หวังว่าเหตุการณ์เหล่านี้จะบอกเราได้มากขึ้นว่า เอกภพกำเนิดขึ้นได้อย่างไรและเกิดจากอะไร LHC เป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่มีความทะเยอทะยานและทรงพลังที่สุด
นักวิทยาศาสตร์หลายคนจากหลายประเทศ กำลังทำงานร่วมกันและแข่งขันกันเพื่อค้นพบสิ่งใหม่ๆ ไซต์ 6 แห่งตามเส้นรอบวงของ LHC รวบรวมข้อมูลสำหรับการทดลองต่างๆ การทดลองบางอย่างทับซ้อนกันและนักวิทยาศาสตร์จะพยายามเป็นคนแรกที่เปิดเผยข้อมูลใหม่ที่สำคัญ คือการเพิ่มพูนความรู้ของเราเกี่ยวกับจักรวาล แม้ว่าการค้นพบที่นักวิทยาศาสตร์จะทำ อาจนำไปสู่การใช้งานจริงในอนาคต
แต่นั่นไม่ใช่เหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรหลายร้อยคนสร้าง LHC เป็นเครื่องที่สร้างขึ้นเพื่อเสริมความเข้าใจของเรา เมื่อพิจารณาว่า LHC มีค่าใช้จ่ายหลายพันล้านดอลลาร์และต้องการความร่วมมือจากหลายประเทศ การไม่มีการใช้งานจริงอาจเป็นเรื่องที่น่าแปลกใจ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะพบอะไรจากการใช้ LHC ในความพยายามที่จะเข้าใจเอกภพของเรา รวมถึงวิธีการทำงานและโครงสร้างที่แท้จริงของมัน
นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอทฤษฎี ที่เรียกว่าแบบจำลองมาตรฐานกับทฤษฎีควอนตัม นอกจากนี้ ยังเกี่ยวข้องกับแรงพื้นฐาน 3 ใน 4 ของจักรวาล ได้แก่ แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน และแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ได้กล่าวถึงผลกระทบของแรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นแรงพื้นฐานที่ 4
แบบจำลองมาตรฐานสร้างการคาดคะเนหลายอย่างเกี่ยวกับเอกภพ ซึ่งหลายอย่างดูเหมือนจะเป็นจริงตามการทดลองต่างๆ แต่มีแง่มุมอื่นๆ ของแบบจำลองที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ หนึ่งในนั้นคืออนุภาคทางทฤษฎีที่เรียกว่าอนุภาคฮิกส์โบซอน อนุภาคฮิกส์โบซอนอาจตอบคำถามเกี่ยวกับมวลได้ ทำไมสสารถึงมีมวล นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุอนุภาคที่ไม่มีมวล เช่น นิวตริโนทำไมอนุภาคประเภทหนึ่งต้องมีมวล แต่อีกประเภทหนึ่งไม่มีมวล นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอแนวคิดมากมาย
เพื่ออธิบายการมีอยู่ของมวล สิ่งที่ง่ายที่สุดคือกลไกฮิกส์ ทฤษฎีนี้กล่าวว่าอาจมี อนุภาค และแรงไกล่เกลี่ยที่สอดคล้องกัน ซึ่งจะอธิบายว่าทำไมอนุภาคบางชนิดจึงมีมวล ไม่เคยมีการสังเกตอนุภาคทางทฤษฎี และอาจไม่มีอยู่จริงด้วยซ้ำ นักวิทยาศาสตร์บางคนหวังว่าเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดย LHC จะเปิดเผยหลักฐานการมีอยู่ของอนุภาคฮิกส์โบซอนด้วย คนอื่นๆ หวังว่าเหตุการณ์จะให้คำแนะนำเกี่ยวกับข้อมูลใหม่ๆ ที่เรายังไม่ได้พิจารณา
อีกคำถามหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์มีเกี่ยวกับสสาร ที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขแรกเริ่มในเอกภพ ในช่วงเวลาแรกสุดของเอกภพ สสารและพลังงานอยู่คู่กัน หลังจากที่สสารและพลังงานแยกออกจากกัน อนุภาคของสสารและปฏิสสารก็ทำลายล้างซึ่งกันและกัน หากมีสสารและปฏิสสารในปริมาณที่เท่ากัน อนุภาคทั้ง 2 ชนิดจะหักล้างกันเอง แต่โชคดีสำหรับเรามีสสารมากกว่าปฏิสสารในเอกภพ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าพวกเขาจะสามารถสังเกตเห็นปฏิสสารระหว่างเหตุการณ์ LHC
นั่นอาจช่วยให้เราเข้าใจว่าทำไมปริมาณของสสาร เทียบกับปฏิสสารจึงมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยเมื่อเอกภพเริ่มต้นขึ้น สสารมืดอาจมีบทบาทสำคัญในการวิจัยของ LHC ความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับเอกภพ บ่งชี้ว่าสสารที่เราสังเกตได้คิดเป็นประมาณร้อยละ 4 ของสสารทั้งหมดที่ต้องมีอยู่ เมื่อเราดูการเคลื่อนที่ของกาแลคซีและเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ เราเห็นว่าการเคลื่อนที่ของกาแล็กซี บ่งชี้ว่ามีสสารในจักรวาลมากกว่าที่เราจะตรวจจับได้
นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อสสารมืดที่ตรวจไม่พบนี้ เมื่อรวมกันแล้วสสารที่สังเกตได้และสสารมืด อาจมีสัดส่วนประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ของเอกภพ อีก 3 ใน 4 จะมาจากพลังที่เรียกว่าพลังงานมืด ซึ่งเป็นพลังงานสมมุติที่ก่อให้เกิดการขยายตัวของเอกภพ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการทดลองของพวกเขา จะให้หลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืดและพลังงานมืด หรือให้หลักฐานที่สามารถสนับสนุนทฤษฎีอื่นได้ นั่นเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของภูเขาน้ำแข็ง
ทางฟิสิกส์ของอนุภาคมีสิ่งแปลกใหม่ และต่อต้านสัญชาตญาณมากกว่าที่ LHC อาจปรากฏขึ้น การวิจัย LHC สิ่งแปลกประหลาด หากอนุภาคทางทฤษฎี ปฏิสสารและพลังงานมืดไม่ผิดปกติเพียงพอ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่า LHC สามารถเปิดเผยหลักฐานของมิติอื่นๆ ได้ เราคุ้นเคยกับการอยู่ในโลกสี่มิติ สามมิติเชิงพื้นที่และเวลาแต่นักฟิสิกส์บางคนตั้งทฤษฎีว่าอาจมีมิติอื่นที่เรามองไม่เห็น บางทฤษฎีมีเหตุผลก็ต่อเมื่อมีมิติอื่นๆ อีกมากมายในเอกภพ
ตัวอย่างเช่นทฤษฎีสตริงเวอร์ชันหนึ่ง กำหนดให้มีมิติข้อมูลไม่น้อยกว่า 11 มิติ นักทฤษฎีสตริงหวังว่า LHC จะให้หลักฐานสนับสนุนแบบจำลองเอกภพที่พวกเขาเสนอ ทฤษฎีสตริงระบุว่าองค์ประกอบพื้นฐานของเอกภพไม่ใช่อนุภาค แต่เป็นสตริง สตริงสามารถเปิดหรือปิดก็ได้ นอกจากนี้ ยังสามารถสั่นได้คล้ายกับการสั่นของสายกีตาร์เมื่อดึงออกมา การสั่นสะเทือนที่แตกต่างกันทำให้สายดูเหมือนเป็นอย่างอื่น สายที่สั่นทางเดียว จะปรากฏเป็นอิเล็กตรอน
สายอื่นที่สั่นด้วยวิธีอื่นจะเป็นนิวตริโน นักวิทยาศาสตร์บางคนวิพากษ์วิจารณ์ทฤษฎีสตริง โดยกล่าวว่าไม่มีหลักฐานสนับสนุนทฤษฎีดังกล่าว ทฤษฎีสตริงรวมเอาแรงโน้มถ่วงเข้าไว้ในแบบจำลองมาตรฐาน ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถทำได้หากไม่มีทฤษฎีเพิ่มเติม เป็นการกระทบยอดทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์กับทฤษฎีสนามควอนตัม แต่ก็ยังไม่มีข้อพิสูจน์ว่าสตริงเหล่านี้มีอยู่จริง พวกมันเล็กเกินกว่าจะสังเกตได้ และขณะนี้ยังไม่มีวิธีทดสอบพวกมัน นั่นทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนมองว่า ทฤษฎีสตริงเป็นปรัชญามากกว่าวิทยาศาสตร์
บทความที่น่าสนใจ : โครงกระดูก ทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการโครงกระดูกแขนขา
