รอยเท้าคาร์บอนของโรงงานฮิกส์ในอนาคตอาจแตกต่างกันเกือบ 100 เท่า ขึ้นอยู่กับการออกแบบที่เลือกและสถานที่ตั้ง นั่นคือบทสรุปของการวิเคราะห์โดยนักฟิสิกส์ในยุโรปที่ได้ศึกษาผู้สืบทอดศักยภาพของ Large Hadron Collider (LHC) ของ CERN นักวิจัยสรุปได้ว่าFuture Circular Collider (FCC) ที่เสนอ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับ CERN และเชื่อมโยงกับ LHC จะเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด เนื่องจากจะใช้พลังงานน้อยลงและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ต่อฮิกส์โบซอนที่ผลิตได้ต่ำกว่าการออกแบบที่แข่งขันกัน
หลังจากการค้นพบฮิกส์โบซอนในปี 2555 ที่ LHC นักฟิสิกส์ของอนุภาคกำลังวางแผนที่จะสร้างเครื่องชนกันของอนุภาคที่ทรงพลังยิ่งขึ้น เครื่องจักรแห่งอนาคตที่เรียกว่า Higgs Factory จะชนอิเล็กตรอนด้วยโพซิตรอนเพื่อให้สามารถตรวจสอบคุณสมบัติของ Higgs boson และอนุภาคอื่นๆ ได้อย่างละเอียดมากขึ้น
ขณะนี้มีข้อเสนอ 5 ข้อสำหรับเครื่องชนโพซิตรอน-อิเล็กตรอนพลังงานสูง โดยInternational Linear Collider (ILC) ในญี่ปุ่น Cool Copper Collider (C3) ในสหรัฐอเมริกา และCompact Linear Colliderที่ CERN ล้วนใช้ตัวเร่งเชิงเส้น FCC และChina Electron Positron Collider (CEPC) ในประเทศจีนนั้นเป็นการชนกันแบบวงกลม
มีข้อโต้แย้งมากมายเกี่ยวกับโอกาสทางฟิสิกส์ของการออกแบบ Collider ที่แตกต่างกัน แต่Patrick Janot นักฟิสิกส์อนุภาคของ CERN และเพื่อนร่วมงานของเขา Alain Blondel ให้เหตุผลว่า เนื่องจาก Collider ในอนาคตมีการใช้พลังงานสูง จึงควรคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของการออกแบบด้วย
“เรากำลังเสนอว่าโครงการฟิสิกส์พลังงานสูงในอนาคตไม่เพียงรวมถึงต้นทุนและประสิทธิภาพของ Collider เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงรอยเท้าคาร์บอนต่อผลลัพธ์ทางฟิสิกส์ด้วย และเพื่อใช้ข้อมูลเหล่านี้ในการออกแบบและทางเลือกของ Collider ที่ ‘ดีที่สุด’” Janot บอกกับPhysics World
ในการวิเคราะห์ของพวกเขา ทั้งคู่พบว่า FCC เป็นการออกแบบ
ที่ประหยัดพลังงานมากที่สุด โดยใช้พลังงานไฟฟ้า 3 MWh ต่อ Higgs boson แต่ละตัวที่ผลิตได้ อันดับถัดไปที่ดีที่สุดคือ CEPC ที่ 4.1 MWh ต่อ Higgs boson ในขณะที่การออกแบบที่ใช้พลังงานมากที่สุดคือ C3 (18 MWh/Higgs boson)
จากนั้นนักวิจัยได้ตรวจสอบความเข้มข้นของคาร์บอนในการผลิตไฟฟ้าในประเทศต่างๆ โดยหวังว่าจะเป็นเจ้าภาพในการชนกันของพลังงานสูงในอนาคต FCC ทำได้ดีที่สุดอีกครั้ง โดยปล่อย CO 2เทียบเท่า 0.17 ตัน (t CO 2เท่ากับ) ต่อ Higgs boson ที่ผลิตได้ ในขณะเดียวกัน ILC จะสร้าง CO 2เทียบเท่าได้ประมาณ 50 เท่า (9.4 t CO 2เท่ากับต่อ Higgs boson) การปล่อยมลพิษต่ำของ FCC ส่วนหนึ่งเป็นเพราะประมาณ 80% ของพลังงานที่ผลิตในฝรั่งเศสมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ดังนั้นส่วนใหญ่จึงปราศจากคาร์บอน
ทีมงานพบว่ารอยเท้าคาร์บอนของ FCC สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้หากการออกแบบเพิ่มจำนวนจุดโต้ตอบจากสองเป็นสี่จุด ในสถานการณ์สมมตินี้ Higgs boson แต่ละตัวที่ผลิตได้จะใช้พลังงาน 1.8 MWh และปล่อย CO 2 0.1 ตัน เทียบเท่ากัน
Janot เสริมว่าการวิเคราะห์มุ่งเน้นไปที่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของผลลัพธ์ทางฟิสิกส์และการใช้พลังงานของการดำเนินงานโรงงาน Higgs ที่เสนอ เขาเสริมว่าเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาความเป็นไปได้ที่มีขนาดใหญ่กว่ามากใน FCC ซึ่งจะครอบคลุมถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะต่างๆ ของโครงการ ซึ่งจะรวมถึงการสร้างอุโมงค์และการติดตั้งและการทำงานของเครื่องชนกัน แต่เขาชี้ให้เห็นว่า “การใช้พลังงานระหว่างการทำงานเป็นตัวการใหญ่ที่สุดที่ทำให้เกิดคาร์บอนฟุตพรินต์ของ Collider พลังงานสูง”
ปัจจัยอื่นๆ
นักฟิสิกส์Kumiko Koteraจากมหาวิทยาลัยซอร์บอนน์ในปารีส ผู้ดำเนินการวิเคราะห์รอยเท้าคาร์บอนที่เป็นไปได้ของโครงการ Giant Array for Neutrino Detection (GRAND) กล่าวกับPhysics Worldว่าการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอนต่อ Higgs boson เป็นการเปรียบเทียบที่สมเหตุสมผล อย่างไรก็ตาม Kotera อธิบายว่าเพื่อสร้างการวิเคราะห์คาร์บอนฟุตพริ้นท์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น นอกเหนือจากการใช้พลังงานของ Collider แล้ว การใช้พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ข้อมูลและการจำลอง และเทคโนโลยีดิจิทัลอื่นๆ ที่เชื่อมโยงกัน เช่น การจัดเก็บข้อมูล ก็จำเป็นต้องได้รับการพิจารณาเช่นกัน
Kotera เสริมว่าการวิเคราะห์ทั้งหมดจำเป็นต้องคำนึงถึงการเดินทางระหว่างประเทศของสมาชิกด้วย แม้ว่าเธอสงสัยว่าการดำเนินการนี้จะใช้พลังงานน้อยกว่าการดำเนินการของ Collider และเทคโนโลยีดิจิทัล
Janot ยอมรับว่าสามารถทำได้มากกว่านี้ และเสริมว่า CERN กำลังดำเนินการหาวิธีลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เหนือสิ่งอื่นใด ได้แก่ การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ การจัดการการใช้ไฟฟ้าเพื่อเพิ่มการใช้แหล่งคาร์บอนต่ำให้เกิดประโยชน์สูงสุด ตลอดจนแนวทางการพัฒนาความร่วมมือระหว่างประเทศที่ลดการเดินทางให้น้อยที่สุด
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
