เราใช้แสงซินโครตรอนทำอะไร


อย่างที่เราได้ทราบกันไปแล้วใน มารู้จัก>>>มหัศจรรย์ของแสงซินโครตรอนกันเถอะ 1# http://www.vcharkarn.com/varticle/59519 นะคะว่าแสงซินโครตรอน ก็คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปลดปล่อยออกมาจากอนุภาคอิเล็คตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสงและถูกบังคับให้เคลื่อนที่เป็นแนวเส้นโค้งด้วยสนามแม่เหล็ก อิเล็คตรอนจะสูญเสียพลังงานบางส่วนในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เรียกว่า "แสงซินโครตรอน"

แสงซินโครตรอนมีคุณสมบัติพิเศษ คือมีความสว่างจ้ามากกว่าดวงอาทิตย์นับล้านเท่า และมีความยาวคลื่นครอบคลุมตั้งแต่ย่านอินฟาเรด จนถึงรังสีเอกซ์ ทำให้สามารถปรับจูนช่วงความยาวคลื่นตามความเหมาะสมกับการวิเคราะห์ตัวอย่างแต่ละชนิด นอกจากนั้นแสงซินโครตรอนยังสามารถบีบลำแสง ให้มีขนาดเล็กระดับไมโครเมตรเพื่อการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัตถุต่างๆในเชิงลึกได้

ปัจจุบันเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนมีอยู่หลายแห่งทั่วโลก ซึ่งทวีปเอเชียนั้นมีอยู่ในหลายประเทศ เช่น สาธารณรัฐประชาชนจีน สาธาณรัฐอาร์เมเนีย ญี่ปุ่น สาธารณรัฐอินเดีย ไต้หวัน สาธารณรัฐเกาหลี สาธารณรัฐสิงคโปร์ และไทย ซึ่งจะเห็นได้ว่าในภูมิภาคอาเซียนจะมีเพียงแค่ประเทศไทยกับสิงคโปร์เท่านั้น

big_map-of-world---synchrotron

America

  • ALS - Advanced Light Source, USA   
  • APS - Advanced Photon Source, USA   
  • CAMD - Center for Advanced Microstructures & Devices, USA   
  • CHESS - Cornell High Energy Synchrotron Source, USA 
  • CLS - Canadian Light Source, Canada 
  • CTST - UCSB Center for Terahertz Science and Technology, USA   
  • DFELL - Duke Free Electron Laser Laboratory, USA   
  • Jlab - Jefferson Lab, USA   
  • LCLS - Linac Coherent Light Source, USA   
  • LNLS - Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron, Brazil   
  • NSLS - National Synchrotron Light Source, USA   
  • SRC - Synchrotron Radiation Center, USA   
  • SSRL - Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, USA   
  • SURF - Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility, USA   
  • VU FEL - W. M. Keck Vanderbilt Free-electron Laser Center, USA
  • CFN - Center for Functional Nanomaterials, USA 
  • CNM - Center for Nanoscale Materials, USA   
  • FOUNDRY - The Molecular Foundry, USA   

Asia

  • BSRF - Beijing Synchrotron Radiation Facility, P.R. China   
  • CANDLE, Armenia   
  • HSRC - Hiroshima Synchrotron Radiation Center, Japan   
  • iFEL - Institute of Free Electron Laser, Japan   
  • INDUS 1/INDUS 2, India   
  • IR FEL Research Center - FEL-SUT, Japan   
  • Medical Synchrotron Radiation Facility, Japan   
  • Nano-Hana, Japan   
  • NSRL - National Synchrotron Radiation Laboratory, P.R. China   
  • NSRRC - National Synchrotron Radiation Research Center, Taiwan   
  • NUSRC - Nagoya University Synchrotron radiation Research Center, Japan   
  • KSR - Nuclear Science Research Facility, Japan   
  • PAL - Pohang Accelerator Laboratory , Korea   
  • PF - Photon Factory, KEK, Japan   
  • Ritsumeikan University (Rits) Synchrotron Radiation Center, Japan   
  • SACLA - SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser, Japan   
  • SAGA-LS - Saga Light Source, Japan   
  • SLRI - Synchrotron Light Research Institute, Thailand   
  • SPring-8, Japan   
  • SSLS - Singapore Synchrotron Light Source, Singapore   
  • SSRC - Siberian Synchrotron Research Center, Russian Federation   
  • SSRF - Shanghai Synchrotron Radiation Facility, P.R. China   
  • SuperSOR - SuperSOR Synchrotron Radiation Facility, Japan   
  • TSRF - Tohoku Synchrotron Radiation Facility, Japan   
  • UVSOR - Ultraviolet Synchrotron Orbital Radiation Facility, Japan   

Europe

  • ALBA - Synchrotron Light Facility, Spain   
  • ANKA - Angstromquelle Karlsruhe, Germany   
  • BESSY II - Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Germany   
  • CESLAB - Central European Synchrotron Laboratory, Czech Republic (external link)   
  • CLIO - Centre Laser Infrarouge d'Orsay, France   
  • DAFNE Light, Italy   
  • DELSY - Dubna ELectron SYnchrotron, Russian Federation   
  • DELTA - Dortmund Electron Test Accelerator, Germany   
  • Diamond Light Source, UK   
  • European XFEL - European X-ray Free Electron Laser, Germany   
  • ELETTRA - Synchrotron Light Laboratory, Italy   
  • ELSA - Electron Stretcher Accelerator, Germany   
  • ESRF - European Synchrotron Radiation Facility, France   
  • FELBE - Free-Electron Lasers at the ELBE radiation source at the FZD, Germany   
  • FELIX - Free Electron Laser for Infrared eXperiments, The Netherlands   
  • HASYLAB - Hamburger Synchrotronstrahlungslabor at DESY, Germany   
  • ISA - Institute for Storage Ring Facilities, Denmark   
  • ISI-800 - Institute of Metal Physics, Ukraine   
  • Kharkov Institute of Physics and Technology, Ukraine   
  • KSRS - Kurchatov Synchrotron Radiation Source, Russian Federation   
  • MAX IV Laboratory, Sweden   
  • MLS - Metrology Light Source, Germany   
  • PSLS - Polish Synchrotron Light Source, Poland (external link)   
  • SLS - Swiss Light Source, Switzerland   
  • SOLEIL, France     
  • SuperB FEL, Italy     
  • TNK - F.V Lukin Institute, Russian Federation   

Middle East

  • ILSF - Iranian Light Source Facility, Iran   
  • SESAME, Jordan   

Oceania

  • AS - Australian Synchrotron 

 

เครื่องเร่งอนุภาคซินโครตรอนที่ใหญ่ที่สุดก็คือที่ห้องปฏิบัติการเซิร์น (CERN) มีชื่อว่า Large Hadron Collider (LHC) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 27 กิโลเมตร และอยู่ในใต้ดินลึกลงไป 100 เมตร อยู่ที่พรมแดนสวิซเซอร์แลนด์-ฝรั่งเศส ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในประเทศฝรั่งเศส เครื่องเร่งอนุภาคของ CERN เป็นเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอน โดยมีวงเร่งอนุภาค 2 วง ซ้อนกัน

 

cern-lhc-new

 

CERN เป็นสถาบันวิจัยด้านฟิสิกส์อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีบทบาทสำคัญในการสร้างความตระหนักและเผยแพร่ความรู้ด้านฟิสิกส์อนุภาค และเป็นแหล่งรวมนักวิจัย วิศวกร และนักฟิสิกส์ชั้นนำของโลกในการออกแบบ จัดสร้างเครื่องเร่งอนุภาค เครื่องตรวจวัดอนุภาค และวิจัยทั้งทางทฤษฎีและการทดลองด้านฟิสิกส์อนุภาค รวมถึงการวิจัยที่เป็น Frontier เมื่อปลายปี พ.ศ. 2552 เซิร์นได้สร้างปรากฎการณ์ครั้งยิ่งใหญ่ในการเดินเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลมที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ที่เรียกว่า เครื่องเร่งอนุภาค LHC (Large Hadron Collider) ที่มีพลังงานสูงที่สุดในปัจจุบัน เพื่อศึกษาถึงผลของการชนกันของลำอนุภาคโปรตอน ซึ่งเป็นการจำลองเหตุการณ์บิ๊กแบง (Big Bang) ที่เป็นจุดกำเนิดของจักรวาล โดยคาดว่าจะทำให้ค้นพบอนุภาคที่เป็นที่มาของอนุภาคมูลฐานของสสารได้ อันนำไปสู่การไขความลับเกี่ยวกับการกำเนิดจักรวาล

 

Image (4)

 

The European Organization for Nuclear Research (CERN) หรือ องค์กรเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป องค์กรนี้ตั้งอยู่ที่เมืองเจนีวา สมาพันธรัฐสวิส จัดตั้งขึ้นในปี 2496 เพื่อหาคำตอบถึงจุดเริ่มต้นของการกำเนิดจักรวาล โดยใช้อนุภาคที่มีอนุภาพสูงในโลก การประชุมเริ่มต้นจาก 12 ประเทศคือ ราชอาณาจักรเบลเยี่ยม, ราชอาณาจักรเดนมาร์ก, สาธารณรัฐฝรั่งเศส, สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี, สาธารณรัฐเฮลเลนิก (กรีซ), ราชอาณาจักรอิตาลี, ประเทศเนเธอร์แลนด์, ราชอาณาจักรนอร์เวย์, ราชอาณาจักรสวีเดนสมาพันธรัฐสวิส, สหราชอาณาจักร และ สหพันธ์สาธารณรัฐสังคมนิยมยูโกสลาเวีย และเริ่มความร่วมมือในวันที่ 29 กันยายน 2497 และได้รับความร่วมมือจากประเทศอื่นๆต่อเนื่องมาจนในปัจจุบันมีสมาชิกทั้งสิ้น 21 ประเทศ คือ 12 ประเทศข้างต้น (ยกเว้นยูโกสลาเวีย) ออสเตรีย, สเปน, โปรตุเกส, ฟินแลนด์, โปแลนด์, เช็ก, สโลวาเกีย, ฮังการี, บัลแกเรีย, อิสราเอล และยังมีประเทศ และองค์กรที่เข้าเป็นผู้สังเกตการณ์ เช่น รัสเซีย ญี่ปุ่น อินเดีย ตุรกี อเมริกา องค์กรยูเนสโก คณะกรรมาธิการยุโรป (Europran Commision) นอกจากนั้นก็มีประเทศที่ไม่ได้เป็นสมาชิกแต่มีความร่วมมือกันทางด้านต่างๆ และประเทศที่มีการศึกษาวิจัยทางด้านฟิสิกส์อนุภาคร่วมกันอีกหลายประเทศ เช่น ประเทศไทย เป็นต้น  

 

โดมภายนอกcern

โครงสร้างโดมภายนอก

 

ความร่วมมือระหว่างไทยกับเซิร์น เกิดขึ้นด้วยพระกรุณาธิคุณของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ที่สนพระทัยในความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของเซิร์น ในหลายวโรกาสได้ทรงมีพระราชดำริว่า หากนักวิทยาศาสตร์ของไทยได้มีโอกาสทำงานวิจัยร่วมกับเซิร์น จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศไทยเป็นอันมาก เพื่อสนองแนวพระราชดำริดังกล่าว จึงได้เกิดการประสานงานระหว่างทีมผู้บริหารของเซิร์นและสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ถึงความเป็นไปได้ในการร่วมมือทางวิชาการในแขนงที่เกี่ยวข้อง จนกระทั่งในการเสด็จพระราชดำเนินเยือนเซิร์น ครั้งที่ 3 เมื่อวันที่ 16 มีนาคม 2552 จึงได้มีการลงนามในเอกสารแสดงเจตจำนงความร่วมมือกัน (Expression of Interest in The Participation of Physicists from Universities and Research Institutes from Thailand in the CMS Experiment at the CERN LHC Accelerator (EOI) ระหว่างสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) และกลุ่มการทดลอง CMS ที่ตั้งอยู่ ณ LHC ของเซิร์น โดยสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงมีพระกรุณาธิคุณเสด็จประทับเป็นองค์ประธานสักขีพยานในการลงนามครั้งนั้นด้วย

img002

ภายหลังจากการลงนาม สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนฯ ได้ดำเนินการแต่งตั้งคณะอนุกรรมการความร่วมมือระหว่างไทยกับเซิร์น ซึ่งเริ่มดำเนินการโดยการจัดทำโครงการคัดเลือกนักศึกษาและครูสอนฟิสิกส์ เพื่อเข้าร่วมโปรแกรมภาคฤดูร้อนเซิร์น และเพื่อให้การดำเนินงานภายใต้ความร่วมมือระหว่างไทยกับเซิร์นเกิดผล สัมฤทธิ์อย่างสูงสุด คณะอนุการรมการจึงได้ริเริ่มความร่วมมือทางวิชาการ อันจะเป็นประโยชน์ต่อการเรียน การสอน การบริการทางวิชาการ และการวิจัยของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง จึงเป็นที่มาของการจัดทำบันทึกลงนามของ 13 หน่วยงาน เพื่อความร่วมมือทางวิชาการโครงการความร่วมมือไทยกับเซิร์น ประกอบด้วย

1. สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

2. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.)