ออสเตรเลียแปลงเหมืองทองเก่าเป็นแล็บค้นหาสสารมืด (Dark Matter)

องค์การวิจัยในออสเตรเลีย แปลงสภาพเหมืองเก่าลึก 1 กิโลเมตร ให้กลายเป็นห้องทดลองค้นหาสสารมืด (Dark Matter) เพื่อไขความลับของจักรวาล

องค์การวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งออสเตรเลีย (Australia's Nuclear Science and Technology Organisation: ANSTO) แถลงเปิดส่วนแรกของห้องทดลองฟิสิกส์ใต้ดินสตาเวลล์ (Stawell Underground Physics Laboratory: SUPL) ซึ่งได้งบอัดฉีดรวมกว่า 10 ล้านดอลลาร์ออสเตรเลีย หรือราว 250 ล้านบาท เมื่อ 19 สิงหาคมที่ผ่านมา

สสารมืด (Dark Matter) เป็นชื่อที่ตั้งขึ้นจากปริศนาของสสารที่ไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นสสารประเภทใดตามองค์ความรู้ของมวลมนุษยชาติ เนื่องจากสสารมืดไม่ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Field) ทำให้สสารนี้ไม่มีปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่สำคัญ เช่น การดูดซับหรือสะท้อนแสง ปัจจุบัน สมมติฐานที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดเชื่อว่าสสารมืดนี้มีสัดส่วนเป็น 85 เปอร์เซ็นต์ ของสสารทั้งเอกภพในตอนนี้

นักวิจัยและสถาบันทางฟิสิกส์ทั่วโลกต่างพยายามค้นหาและพิสูจน์ทราบว่าเอกภพมีสสารมืดอยู่ในลักษณะใดในจักรวาล แต่อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่สำคัญก็คือการศึกษาสสารมืดมักถูกรบกวนด้วยสัญญาณกัมมันตรังสี (Radioactive) จากอวกาศ รังสีคอสมิก (Cosmic Ray) คลื่นอนุภาคพลังงานสูงที่เดินทางข้ามอวกาศคอยรบกวนการตรวจสอบ รัฐบาลออสเตรเลีย ภายใต้การนำของ ANSTO จึงได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น (University of Melbourne) มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (Australian National University: ANU) และเหมืองทองสตาเวลล์ (Stawell Gold Mine) ในการดัดแปลงเหมืองทองเก่าที่ร้างในปัจจุบันให้กลายเป็นห้องทดลองสสารมืดที่ทันสมัยที่สุดในออสเตรเลีย

ห้องทดลองในเหมืองสตาเวลล์ หรือเอสยูพีแล (SUPL) อยู่ที่ความลึก 1 กิโลเมตร จากพื้นดินปากเหมือง ดัดแปลงและก่อสร้างเป็นห้องวิจัยรูปทรงคล้ายตัวแอล (L) มีความยาวรวม 33 เมตร กว้าง 10 เมตร และสูง 12.3 เมตร ซึ่งต้องมีการขุดหินออกเพิ่มเติมอีกว่า 4,700 ลูกบาศก์เมตร หรือเกือบ 2 เท่า ของปริมาตรสระว่ายน้ำมาตรฐานโอลิมปิก ภายในติดตั้งเซเบอร์ (SABRE: Sodium Iodide with Active Background REjection) เครื่องตรวจจับสสารมืดที่มีประสิทธิภาพสูง ทำงานด้วยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงการแผ่รังสีแสง ก่อนนำไปขยายคลื่นในท่อขยาย PMT (Photomultiplier Tube) หลาย ๆ ท่อ แสงที่มีการเปลี่ยนแปลงจะทำให้เกิดการหักเห สะท้อน หรือปรากฏการณ์เชิงคลื่นของแสงที่ผลึก (Crystal) ของเกลือโซเดียมไอโอไดด์ (Sodium Iodide) ซึ่งเป็นเกลือแบบเดียวกับที่ใช้ในวงการแพทย์สำหรับการตรวจหาผู้ที่มีภาวะขาดไอโอดีนในร่างกาย

การติดตั้งระบบเซเบอร์ (SABRE) ไว้ใต้ดินที่ลึกถึง 1 กิโลเมตร ทำให้ห้องทดลอง SUPL นั้นเป็นหนึ่งในห้องทดลองตรวจจับสสารมืดที่แม่นยำที่สุดในโลก ณ ขณะนี้ เพราะความลึกระดับนี้จะช่วยลดรังสีรบกวนทั้งหมด อีกทั้งระบบยังช่วยจัดการสัญญาณที่ผิดพลาดได้ด้วยตัวเอง และการก่อสร้างทั้งหมดนี้เป็นไปตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อมของออสเตรเลียอีกด้วย

โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลกลางของออสเตรเลียและรัฐบาลท้องถิ่นรัฐวิคตอเรีย (Victoria) หน่วยละ 5 ล้านดอลลาร์ออสเตรเลีย เพื่อสนับสนุนการก่อสร้างและการดำเนินงาน ส่วนระบบเซเบอร์ (SABRE) ผลิตขึ้นภายใต้ความร่วมมือกับสถาบันวิจัยทางฟิสิกส์ในปักกิ่ง ทางหน่วยงานคาดหวังว่าจะสามารถตรวจจับสสารมืดได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำมากขึ้น แต่ยังไม่มีการประกาศถึงการก่อสร้างห้องทดลองในระยะต่อไปในตอนนี้