CERN ปิดเครื่อง Large Hadron Collider ครั้งใหญ่ เปลี่ยนผ่านสู่ยุคพลังงานใหม่มูลค่ากว่า 1.5 พันล้านดอลลาร์

นี่คือรายละเอียดสำคัญทั้งหมดที่ได้รับการยืนยันจากแหล่งข้อมูลของ CERN และสำนักข่าวชั้นนำ:

ไทม์ไลน์การปิดเครื่อง & ขอบเขตงาน

• การชนอนุภาคครั้งสุดท้าย เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 29 มิถุนายน 2026 สิ้นสุดการเดินเครื่อง Run 3 และการชนอนุภาคต่อเนื่องกว่า 16 ปีของ LHC (พ.ศ. 2553–2569)
• Long Shutdown 3 (LS3) ได้เริ่มต้นขึ้นทันที คาดว่าจะกินเวลานานถึง สี่ปี และเกี่ยวข้องกับผู้เชี่ยวชาญหลายพันคนทั่วทั้งพื้นที่ของ CERN
• โปรแกรม LS3 ครอบคลุมการบำรุงรักษาครั้งใหญ่ การปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน และการติดตั้งอุปกรณ์เพื่อเปลี่ยน LHC ให้เป็น High-Luminosity LHC (HL-LHC)

ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในยุค LHC

• การค้นพบอนุภาคฮิกส์ — เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2012 ทีมงาน ATLAS และ CMS ได้ประกาศการค้นพบโบซอนชนิดใหม่ที่สอดคล้องกับ Standard Model Higgs boson ซึ่งเป็นการสิ้นสุดการค้นหาที่ยาวนานถึงห้าทศวรรษ การค้นพบนี้ทำให้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2013
• Run 1 (2010–2012): การชนกันครั้งแรกที่พลังงาน 3.5 TeV ต่อลำแสง สร้างสถิติโลก และนำไปสู่การค้นพบฮิกส์
• Run 2 (2015–2018): การชนกันที่พลังงาน 6.5 TeV ต่อลำแสง; การวัดค่าความแม่นยำสูงของอนุภาคฮิกส์และการสังเกตกระบวนการหายากมากมาย
• Run 3 (2022–2026): การชนกันของโปรตอน-โปรตอนและไอออนหนักอย่างต่อเนื่อง โดยชุดข้อมูลรวมมีปริมาณหลายร้อย inverse femtobarns

การอัปเกรด HL-LHC — ต้นทุนและรายละเอียดทางเทคนิค

• ต้นทุน: โครงการ HL-LHC เป็นโครงการลงทุนหลายพันล้านฟรังก์สวิส ตัวเลขที่ระบุคือ ประมาณ 1.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 1.5–1.6 พันล้านฟรังก์สวิส) ซึ่งสอดคล้องกับงบประมาณที่ได้รับอนุมัติสำหรับการอัปเกรด
• การเพิ่มความสว่างสูงสุด: การอัปเกรดมีเป้าหมายเพื่อ เพิ่มความสว่างรวมเป็น 10 เท่า ถึง 3000 fb⁻¹
• แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดชนิดใหม่: แม่เหล็กควอดรูโพลที่ทรงพลังยิ่งขึ้น ขนาด 12 เทสลา (inner triplets) จะโฟกัสลำอนุภาคได้แน่นขึ้น เมื่อเทียบกับ 8 เทสลาใน LHC ปัจจุบัน
• Crab Cavities: 'Crab cavities' แบบตัวนำยิ่งยวดความถี่วิทยุ จะหมุน (เอียง) กลุ่มอนุภาคก่อนการชนเพื่อเพิ่มการชนแบบ head-on ให้มากที่สุด
• การอัปเกรดอื่นๆ: รวมถึงการติดตั้ง collimators, shielding และการอัปเกรดเครื่องตรวจจับ (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb) ทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของ LS3

การเริ่มต้นเดินเครื่องใหม่และขีดความสามารถในอนาคต

• คาดว่าจะเริ่มเก็บข้อมูลได้ในปี 2030 อย่างช้าที่สุด
• การวัดค่าอนุภาคฮิกส์ที่แม่นยำ — HL-LHC จะผลิตอนุภาคฮิกส์ได้ประมาณ 15 ล้านตัวต่อปี ทำให้สามารถศึกษาคุณสมบัติ coupling และ self-interactions ของฮิกส์ได้ละเอียดยิ่งขึ้น
• การค้นหาสสารมืด — ความสว่างที่สูงขึ้นจะเพิ่มความไวต่อสัญญาณของ Weakly Interacting Massive Particles และสัญญาณอื่นๆ ที่อยู่นอกเหนือ Standard Model
• ศักยภาพในการค้นพบเพิ่มขึ้น ~30% สำหรับอนุภาคหนักชนิดใหม่ — ชุดข้อมูลที่ใหญ่ขึ้นอย่างมากจะขยายช่วงมวลที่สามารถค้นพบหรือแยกแยะอนุภาคใหม่ได้ เมื่อเทียบกับ LHC ในปัจจุบัน

หมายเหตุ: ตัวเลข 'การเดินเครื่อง 18 ปี' เป็นการประมาณแบบคร่าวๆ ตั้งแต่การชนครั้งแรก (2010) จนถึง Run 3 (2026) แม้ว่าเครื่องจะหยุดเพื่อซ่อมบำรุงใหญ่ (LS2: 2019–2021) และช่วงพักบำรุงรักษาอื่นๆ ยุคการเดินเครื่องที่แท้จริงคือเวลาชนอนุภาคประมาณ 13 ปี ตลอดระยะเวลา 16 ปีตามปฏิทิน