ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ล้ำสมัย การโยนอนุภาคเข้าสู่ระบบที่คาดการณ์ไม่ได้ถือเป็นเรื่องปกติ
จากนั้นระบบก็จะสามารถสังเกตการเคลื่อนตัวของอนุภาคได้ทางอ้อม
อันที่จริงลู่โจวหยิบยกแนวคิดการทดลองนี้มาจากตอนที่เขาทำงานที่ CERN
ระบบทั้งหมดของพลาสมาก็เหมือนกับโต๊ะพูล ตอนที่เรากำลังยิงลูก เราก็บอกได้ว่าลูกอยู่ไหน
ส่วนอนุภาคก็เหมือนเป็น’ลูกขาว’ มันไม่มีตัวเลือกที่ดีกว่าฮีเลียม3 แล้ว
ข้อแรกเลยเส้นผ่านศูนย์กลางอะตอมเล็ก มันประกอบไปด้วยสองโปรตอนและหนึ่งนิวตรอน ซึ่งมีมวลอะตอมใกล้เคียงกับฮีเลียม 2 และโครงสร้างนิวเคลียร์มีความเสถียรกว่าฮีเลียม 2! ไม่เพียงแต่จะสามารถหลีกเลี่ยงการชนกันหลายอะตอมที่แยกออกจากกันไม่ได้เท่านั้น มันยังผ่านพลาสมาได้ง่ายขึ้นอีกด้วย
เพื่อให้อุณหภูมิมันถึงจนเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นระหว่างฮีเลียม 3 กับดิวเทอเรียม อุณหภูมิต้องเหนือกว่าสนามแม่เหล็กเป็นร้อยเท่า
ดังนั้นจึงไม่มีตัวเลือกอื่นที่ดีไปกว่าฮีเลียม 3 แล้ว!
เนื่องจากอนุภาคจำนวนมากในระบบพลาสมา ผลของอะตอมฮีเลียม 3 ที่มีต่อทั้งระบบจึงเล็กน้อยมาก ท้ายที่สุดแล้วการโยนอะตอมตัวเดียวเข้าระบบก็ดีกว่าการแทรกอะตอมโพรบมากนัก!
อะตอมฮีเลียม3ผ่านพลาสมาและชนกับอนุภาคในระบบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการชนกันจะทำหน้าที่เป็น’เสียง’ ซึ่งสามารถได้ยินได้จากอุปกรณ์สังเกต ด้วยการใช้ข้อมูลนี้ พารามิเตอร์ระดับมาโครของระบบพลาสมาสามารถวิเคราะห์ได้
จากนั้นอะตอมฮีเลียม 3 จะชนกับวัสดุเป้าหมายแล้วข้อมูลผลกระทบก็จะถูกบันทึกไว้
ตราบใดที่อะตอมฮีเลียม 3 ชนกับระบบพลาสมา และข้อมูลคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นโดยการชนกันและข้อมูลผลกระทบต่อที่มีต่อวัสดุเป้าหมายก็จะถูกรวบรวมมาได้ ลู่โจวมั่นใจว่าเขาสามารถวิเคราะห์ระบบโดยใช้วิธีทางการคณิตศาสตร์ทางอ้อม
ถ้าหากมันเข้าใจยากเกินไป งั้นก็สามารถนำมาเปรียบเทียบกันง่ายๆ
ถ้ามีคนกำลังวัดดรรชนีหักเหของน้ำ การศึกษาระบบของน้ำทั้งหมดจะเป็นเรื่องซับซ้อนเกินไป อย่างไรก็ตามการศึกษาลำแสงเดียวที่ถูกฉีดลงในน้ำและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของมุมแสงจะง่ายกว่ามาก
การทดลองของลู่โจวก็คือการฉีดอนุภาคฮีเลียม3ลงในระบบพลาสมา!
“…เราแค่จำเป็นต้องกำหนดวัสดุเป้าหมายรูปฝ่ามือใหญ่บนผนังแรกของสเตลล่าร์เรเตอร์เพื่อจับอนุภาคฮีเลียม3 ที่ถูกปล่อยมาจากปืนอะตอมซึ่งเกิดจากการชนกันของฮีเลียม3 กับอะตอมทริเทียมในวงจรการส่งออก สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและข้อมูลผลกระทบโมเมนตัมเชิงมุมเมื่อฮีเลียม3 สุดท้ายกระทบกับเป้าหมายจะถูกบันทึกไว้ได้ จากนั้นเราจะสามารถวิเคราะห์สถานะของพลาสมาภายใต้แรงกดดันอุณหภูมิสูงได้โดยตรง!”
“ฉันไม่ได้บอกว่ามันทำไม่ได้” ศาสตราจารย์เลเซอร์สันมองลู่โจวแล้วกล่าว “แต่คุณมั่นใจเหรอว่าคุณจะประมวลข้อมูลได้? ถ้าเราปล่อยอนุภาค N งั้นมันจะมีตัวแปร N เข้ามาเกี่ยวข้อง! เราต้องคำนึงถึงการรบกวนของสนามแม่เหล็กบนพลาสมาด้วย…”
เมื่อมีตัวแปรมากพอ แม้แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ก็ไม่สามารถคำนวณแบบจำลองได้
อย่างไรก็ตามลู่โจวไม่ได้ตกใจกับคำพูดของเลเซอร์สัน
ลู่โจวมั่นใจ เขากล่าว “ฉันมั่นใจเก้าสิบเปอร์เซ็นต์ว่ามันได้ผล”
แม้ว่าการสร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์และการแก้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์จะเป็นสองเรื่องที่แตกต่างกัน แต่มันก็ไม่มีอะไรที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แก้ไม่ได้
ลู่โจวเชื่อมั่นในความสามารถการสร้างแบบจำลองเชิงทฤษฎีของตนเอง
ศาสตราจารย์เลเซอร์สันลังเลเล็กน้อย เขาตัดสินใจไม่ได้
ในทางทฤษฎี แนวคิดนี้ควรได้ผล หลักฐานก็คือลู่โจวทำแบบจำลองเชิงทฤษฎีได้สำเร็จและอะตอมฮีเลียม3จะสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นมา
จากนั้นพวกเขาจะต้องวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมมาได้ให้สำเร็จ
ข้อมูลที่ไม่สามารถวิเคราะห์ได้นั้นไม่ได้ดีไปกว่าเสียงรบกวนตอนทดลองเลย
“…ขอเหตุผลที่ฉันต้องเชื่อในตัวคุณหน่อย”
“ข้อคาดการณ์ของก็อลท์บัคพอไหม?”
ศาสตราจารย์เลเซอร์สันกล่าว “ไม่พอ! นั่นแค่แสดงให้เห็นว่าคุณเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านทฤษฎีจำนวน มันไม่มีความหมายกับฉัน!”
“งั้น’แบบจำลองเชิงทฤษฎีของโครงสร้างพื้นผิวสัมผัสเคมีไฟฟ้า’ล่ะ?” ลู่โจวกล่าว “ฉันรู้ว่าคุณคงจะพูดว่ามันแค่หมายความว่าฉันเป็นผู้เชี่ยวชาญเคมีเชิงทฤษฎีและเคมีเชิงคำนวณ ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญด้านพลาสมา ใช่ไหม?”
ศาสตราจารย์เลเซอร์สันไม่ได้พูดอะไร
ลู่โจวพูดต่อ “แต่ฉันอยากบอกคุณว่างานวิจัยทั้งหมดของฉันอิงมาจากข้อมูล การประมวลข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล…ฉันประมวลได้มากกว่าข้อมูลที่ได้จากการทดลองด้วยซ้ำ!”
ศาสตราจารย์เลเซอร์สันเงียบไป เขาครุ่นคิด
ลู่โจวเห็นว่าอีกฝ่ายเงียบ เขาจึงพูดต่อ “เชื่อฉัน! มันฟังดูยาก แต่มันเป็นไปได้! เราแค่ต้องใช้อะตอมโพรบเพื่อแทรกฮีเลียม3 ลงในพลาสมาเท่านั้น!”
“ถ้าเราประสบความสำเร็จ…”
ลู่โจวมองอีกฝ่ายแล้วกล่าว “งั้นมันจะเป็นนวัตกรรมที่คู่ควรกับรางวัลโนเบลอย่างไม่ต้องสงสัย”
รางวัลโนเบลไม่ใช่เพียงรางวัลสำหรับการค้นพบทางทฤษฎีเท่านั้น มันยังมอบให้แก่นวัตกรรมที่ปฏิวัติโลกอีกด้วย
ยกตัวอย่าง เดือนตุลาคมปี 2017 รางวัลเคมี รางวัลโนเบลสาขาเคมีถูกมอบให้กับนักวิชาการสามท่านที่คิดค้นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็ง
เป็นไปตามที่เฒ่าชิวกล่าวไว้ ถ้ามีคนสร้างวิธีสังเกตพารามิเตอร์ของระบบพลาสมาอุณหภูมิสูงได้ มันจะส่งผลต่ออุตสาหกรรมฟิสิกส์อย่างมาก
สิ่งนี้จะช่วยผลักดันโปรเจกต์นิวเคลียร์ฟิวชั่นที่ควบคุมได้อย่างไม่ต้องสงสัย!
“มันฟังดู…”
ศาสตราจารย์เลเซอร์สันถอดแว่นมาเช็ด
เขาตื่นเต้นขึ้นเรื่อยๆ
อย่างไรก็ตามเขาไม่มั่นใจ
ลู่โจวดูนาฬิกา ผ่านมาสิบนาทีแล้ว
ลู่โจวกำลังจะยอมแพ้และหาคนอื่นมาร่วมงานแทน แต่จู่ๆ ศาสตราจารย์เลเซอร์สันก็สวมแว่นตา
เขาหันมามองลู่โจว แววตาเขาไม่ลังเลอีกต่อไป
กลับกัน…
เขาดูตื่นเต้นมาก!
“…มันฟังดูน่าสนใจ!”
ลู่โจวถอนหายใจด้วยความโล่งอก เขายิ้มและยื่นมือขวาออกมา
“ฉันดีใจที่ได้ยินแบบนั้น”
ในที่สุดก็มีคนที่ไม่บอกเขาว่า’แนวคิดนี้ฟังดูไม่จริง’
…
ศาสตราจารย์เลเซอร์สันเชื่อแล้วทำให้ลู่โจวลดปัญหาได้มากทีเดียว
ห้องแล็บฟิสิกส์พลาสมาพรินซ์ตันเป็นห้องแล็บระดับโลก พวกเขายังร่วมมือกับสถาบันนิวเคลียร์ฟิวชั่นทั่วโลกและมีทรัพยากรและอัจฉริยะมากมาย
นี่เป็นคุณสมบัติที่สถาบันวิจัยอื่นไม่มี
ถ้าศาสตราจารย์เลเซอร์สันยังไม่ยอม ลู่โจวก็จะเขียนจดหมายไปสถาบันมักซ์พลังค์และปรึกษานักวิชาการที่สถาบันฟิสิกส์พลาสมามักซ์พลังค์
ส่วนการสร้างห้องแล็บเองที่มีความสามารถเท่าของพีพีพีเอลนั้น…
มันต้องใช้เงินมากกว่าหลายร้อยล้านเหรียญ
ลู่โจวบรรลุข้อตกลงความร่วมมือกับศาสตราจารย์เลเซอร์สัน เขาเอาเรื่องนี้ไปปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญคนอื่นแล้วตัดสินใจตั้งชื่อเทคโนโลยีนี้ว่า’อะตอมโพรบฮีเลียม3′
ชื่อทีมโปรเจกต์นี้มีเพียงสามตัวอักษร
‘He3’
ไม่กี่วันต่อมา ลู่โจวไปกลับระหว่างสถาบันการศึกษาขั้นสูงกับห้องแล็บฟิสิกส์พลาสมา เขาทำทั้งอ่านเอกสารงานวิจัยพลาสมาและทำงาน He3 กับศาสตราจารย์เลเซอร์สัน นอกจากนี้เขายังได้นั่งกับผู้เชี่ยวชาญและวิศวกรด้านฟิสิกส์พลาสมาองทีมโปรเจกต์เพื่อแลกเปลี่ยนแนวคิดการออกแบบการทดลอง
แม้ว่าลู่โจวจะทำการวิจัยเชิงทฤษฎีเสร็จแล้ว แต่เขาก็ยังยุ่งอยู่
ขณะที่ลู่โจวกำลังทำโปรเจกต์ ‘He3’ วิทยานิพนธ์ของเขาก็ถูกตีพิมพ์ในวารสารคณิตศาสตร์ประจำปี
วิทยานิพนธ์สมการเชิงอนุพันธ์ย่อยของเขาในที่สุดก็ถูกเปิดเผยให้สาธารณะ
ลู่โจวไม่ได้สนใจนักว่าชุมชนคณิตศาสตร์มีปฏิกิริยายังไงกับวิทยานิพนธ์ของเขา
ในความคิดของเขา เขาไม่ได้สร้างผลการวิจัยที่โดดเด่นอะไรเป็นพิเศษ มันก็แค่เป็นการเสริมรากฐานที่คนรุ่นก่อนๆวางไว้
อย่างไรก็ตามบางทีโชคชะตาก็น่าอัศจรรย์
ลู่โจวไม่คิดเลยว่ามันจะพัฒนาไปทิศทางตรงข้ามกับที่เขาคิดไว้
หินที่เขาโยนลงทะเลสาบแห่งคณิตศาสตร์ไม่ได้จมลงไป กลับกันมันลอยขึ้นเหนือน้ำแทน…
…………………………………
