เบริลเลียม : กุญแจสำคัญที่ช่วยในการค้นพบฮิกส์โบซอน
ใจกลางดาวฤกษ์ เป็นแหล่งของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ที่หลอมรวมธาตุเบาๆอย่างไฮโดรเจนและฮีเลียมที่ถือกำเนิดขึ้นมาตั้งแต่บิกแบง มารวมตัวกันจนกลายเป็นธาตุที่หนักขึ้น แต่หลายคนอาจไม่รู้ว่าธาตุอย่างเบริลเลียม โบรอน และลิเทียม(บางส่วน)เป็นข้อยกเว้น เพราะพวกมันถือกำเนิดด้วยวิธีที่แตกต่างออกไป!
ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกมีประจุไฟฟ้าพลังงานสูงเคลื่อนที่ไปมาอย่างรวดเร็วในห้วงอวกาศ เรียกว่า รังสีคอสมิก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เองก็ยังไม่ทราบแน่ชัดว่ามันมาจากไหนกันแน่ ในตอนนี้นักวิทยาศาสตร์เพียงแต่ทราบถึงการมีอยู่ของมันและพฤติกรรมบางอย่างเท่านั้น
ในห้วงอวกาศยุคโบราณ มีธาตุหนักกระจายตัวอยู่ในเอกภพปริมาณไม่มากนัก เมื่อมันถูกรังสีคอสมิกชนอย่างรุนแรงจะทำให้มันอาจเปลี่ยนเป็นธาตุที่เบากว่าอย่างเบริลเลียม โบรอน และลิเทียมบางส่วนได้ แต่ในบทความนี้จะเล่าถึงธรรมชาติที่น่าสนใจของธาตุเบริลเลียมเป็นหลัก
รังสีคอสมิกที่เข้ามายังโลก
ย้อนกลับไปที่เรื่องรังสีคอสมิกเล็กน้อย
นับว่าโชคดี ที่โลกของเรามีสนามแม่เหล็กห่อหุ้มโดยรอบ ซึ่งจะปกป้องมนุษย์และสิ่งมีชีวิตต่างๆจากรังสีคอสมิก เพราะ ถ้าโลกเราไม่มีสนามแม่เหล็ก รังสีคอสมิกจะพุ่งชนร่างกายสิ่งมีชีวิตอย่างมนุษย์เราจนดีเอนเอเกิดความเสียหาย นำมาสู่การกลายพันธุ์และเกิดความผิดปกติกับร่างกายได้
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์พบว่า เบริลเลียม-10 ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีนั้น เกิดขึ้นจากการชนของรังสีคอสมิกกับชั้นบรรยากาศโลก เมื่อเบริลเลียม-10 ถือกำเนิดขึ้นมาแล้ว มันจะถูกชะลงสู่ผิวโลกผ่านสภาพลมฟ้าอากาศและฝนฟ้าคะนอง และบางส่วนจมลงสู่ก้นมหาสมุทร
การวิเคราะห์ปริมาณของเบริลเลียม-10 ในตะกอนเก่าแก่ที่ก้นมหาสมุทร รวมทั้งน้ำแข็งขั้วโลกในระดับลึกมากๆ ทำให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ได้ว่าสนามแม่เหล็กโลกของเรามีบางช่วงที่อ่อนกำลังลงมากจนรังสีคอสมิกทะลุมาชนกับชั้นบรรยากาศแล้วเกิดเป็นเบริลเลียม-10 ปริมาณมากขึ้นได้ หนึ่งในกระบวนการที่ทำให้สนามแม่เหล็กโลกอ่อนกำลังลงคือ การกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลก (geomagnetic reversal) ที่เกิดขึ้นครั้งล่าสุดเมื่อ 770,000 ปีก่อน
สนามแม่เหล็กโลก
คุณสมบัติอีกอย่างที่น่าอัศจรรย์ของเบริลเลียม คือ มันยอมให้รังสีเอกซ์ และ อนุภาคพลังงานสูงทะลุผ่านได้ง่ายมาก เพราะนิวเคลียสของมันมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับธาตุอื่นๆ อีกทั้งยังมีความทนทานและมีเสถียรภาพเชิงอุณหภูมิ ทำให้มันถูกใช้เป็นกระจกของการทดลองเกี่ยวกับรังสีเอกซ์และอนุภาคพลังงานสูง
เครื่องเร่งอนุภาคแอลเอชซี (Large Hadron Collider) ของ CERN ที่ค้นพบอนุภาคฮิกส์โบซอนจนเป็นข่าวใหญ่โตเมื่อหลายปีก่อน ก็ยังใช้เบริลเลียมเป็นกระจกครอบท่อด้วย
เบริลเลียมที่ใช้ในการทดลอง
จริงๆก่อนการจะมีการค้นพบฮิกส์โบซอน เบริลเลียมเคยช่วยให้นักฟิสิกส์ค้นพบหนึ่งอนุภาคสำคัญมาก่อนแล้ว
ย้อนกลับไปในปีค.ศ. 1932 เจมส์ แชดวิก (James Chadwick) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษนำรังสีแอลฟามากระหน่ำชนธาตุเบริลเลียมจนเกิดธาตุที่หนักขึ้นและมีอนุภาคไม่มีประจุไฟฟ้าที่ไม่มีใครเคยพบเห็นพุ่งออกมา อนุภาคดังกล่าวเรียกว่า นิวตรอน (neutron) จากนั้นไม่นานนัก เจมส์ แชดวิก ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1935 จากการค้นพบนิวตรอนซึ่งเติมเต็มภาพของอะตอมและฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่ชัดเจนขึ้นมาก
การทดลองที่ค้นพบนิวตรอน
ปัจจุบัน การนำรังสีแอลฟาหรือรังสีแกมมา มากราดใส่ธาตุเบริลเลียมเป็นหนึ่งในวิธีที่ใช้สร้างอนุภาคนิวตรอนออกมาทำการทดลองทางฟิสิกส์
น่าทึ่งที่แม้เบริลเลียมจะเป็นธาตุเล็กๆ แต่เมื่อนักฟิสิกส์ศึกษาอย่างละเอียดกลับพบว่ามันมีคุณสมบัติน่าสนใจมากมาย จนกลายมาเป็นหนึ่งในธาตุที่สร้างการค้นพบมากมายให้กับมนุษยชาติ
- 17
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
