"นิวทริโน" อนุภาคผีที่อาจจะมาไขความลับในการหายไปของ "ปฏิสสาร" 🧐
ทำไมรอบตัวเราถึงมีแต่สสาร ปฏิสสารที่ควรจะเกิดขึ้นมาเท่า ๆ กันหลังจากการเกิด "บิ๊กแบง" นั้นหายไปไหนหมด 🤔
ห้องปฏิบัติการตรวจจับอนุภาค นิวทริโน "Super-KamiokaNDE" ในญี่ปุ่น มันคือถังน้ำใต้ดินขนาดยักษ์พร้อมอุปกรณ์ตรวจจับนับหมื่นชิ้นที่อยู่ลึกลงไปกว่า 1 กิโลเมตร
ตามทฤษฏีบิ๊กแบงซึ่งใช้อธิบายการก่อกำเนิดจักรวาลที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในปัจจุบัน คาดกันว่าหลังจากเกิดบิ๊กแบงนั้นสสารและปฏิสสารได้ถือกำเนิดขึ้นมาในปริมาณเท่า ๆ กัน
และด้วยคุณลักษณะของสสารและปฏิสสารที่เมื่อใดก็ตามมันมาเจอกันก็จะทำลายล้างซึ่งกันและกันจนกลายสภาพปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา
แต่อย่างที่รู้กัน สิ่งที่อยู่รอบตัวเราไม่ว่าจะเป็นผืนดิน พื้นน้ำ อากาศ ดวงดาว กาแล็คซี่ ต่างก็เป็นสสาร
แล้วปฏิสสารหายไปไหนหมด? ยังคงเป็นปริศนาที่นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหาคำตอบ
มาวันนี้หลังจากการเฝ้าติดตามผลการตรวจจับนิวทริโนมาเป็นสิบปี ผลที่ได้แสดงให้เห็นว่านิวทริโน (neutrinos) มีสัดส่วนมากกว่าปฏินิวทริโน (antineutrinos) อย่างมีนัยยะ
โดยทีมนักวิจัยได้ใช้เครื่องเร่งอนุภาคโปรตรอนจากห้องทดลอง Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) ที่ Tokai ทางตอนเหนือของโตเกียวเพื่อสร้างอนุภาคนิวทริโน
เครื่องเร่งอนุภาคโปรตรอนที่ Tokai
และห่างไป 295 กิโลเมตรก็จะมีเครื่องตรวจจับอนุภาคนิวทริโน "Super-KamiokaNDE" ซึ่งฝังลึกอยู่ใต้ดินกว่า 1 กิโลเมตร ซึ่งเป็นถังบรรจุน้ำก่วา 5 หมื่นตันในถังขนาดสูง 41.5 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร พร้อมอุปกรณ์ตรวจจับนับหมื่นชิ้น คอยตรวจจับอนุภาคนี้
โดยผลการตรวจจับจะเป็นตัวบอกว่าอัตราการเกิดอนุภาคนิวทริโนและปฏินิวทริโน นั้นมีความสมมาตรหรือไม่ และผลเบื้องต้นนี้ได้คำตอบว่า ไม่สมมาตร โดยนิวทริโนมีอัตราส่วนมากกว่าเยอะ
ตำแหล่งของกล้องตรวจจับนิวทริโน Super-Kamioka อยู่ห่างจาก LAB เครื่องเร่งอนุภาค TOKAI ที่ห่างออกไป 295 กิโลเมตร
ทั้งนี้ผลการทดลองนี้ยังไม่อาจยืนยัน CP violation ได้เนื่องจากการทดลองที่ผ่านมานั้นตรวจพบนิวทริโน 90 ตัวและปฏินิวทริโน 15 ตัว
ซึ่งยังถือว่าข้อมูลน้อยเกินกว่าที่จะยืนยันความน่าเชื่อถือถึงระดับ 6-sigma (6σ) โดยการเก็บข้อมูลนี้มีความน่าเชื่อถึงระดับ 5-sigma (5σ)
** ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์เพื่อที่จะยอมรับผลจนนำมาสู่การยืนยันทฤษฏีใหม่นั้นต้องมีค่าความน่าเชื่อถือทางสถิติในระดับ (6σ) หรือ 99.99966% นั่นคือ ทดลอง 10 ล้านครั้งจะมีแค่ไม่เกิน 14 ครั้งที่ได้ผลไม่ตรงตามทฤษฏี **
ถ้าตรวจเจอก็จะพบเป็นกรวยแสงที่สวยงามเช่นนี้แล
ทั้งนี้ที่จำนวนการตรวจพบต่ำก็เพราะนิวทริโนนั้นไม่ทำปฏิกิริยาใด ๆ กับทุกสิ่ง ยกเว้นจังหวะเดียวที่มันพุ่งเข้าชนนิวเคลียสของอะตอมเข้าจัง ๆ เท่านั้นที่เราจะตรวจจับได้
เพื่อยืนยันผลการทดลองให้แน่ใจจึงได้มีแผนในการสร้างหอตรวจจับนิวทริโนแห่งใหม่ที่มีขนาดใหญ่กว่าเดิม ในชื่อ HYPER-KAMIOKANDE
HYPER-KAMIOKANDE เปรียบเทียบกับ SUPER-KAMIOKANDE ที่ใช้อยู่เดิม
โดยหลังมีการค้นพบนิวทริโนในปี 1959 จากนั้น 10 ปี นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Andrei Sakharov ได้นำเสนอสมมติฐานที่ว่าสสารและปฏิสสารนั้นอาจจะไม่ได้มีสัดส่วนเท่ากันแต่แรกก็ได้
เป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า CP violation: การไม่สมมาตรที่มีมาตั้งแต่แรก เป็นที่มาว่าทำไมจักรวาลที่เป็นอยู่ในปัจจุบันนั้นจึงมีแต่สสาร
** นิวทริโน (Neutrinos) คืออะไร? **
นิวทริโนนั้นคืออนุภาคชนิดหนึ่งซึ่งมีมวลน้อยมาก ไม่มีประจุ ไม่ทำอันตกิริยาใด ๆ กับอนุภาคอื่น ๆ ค้นพบโดยนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ Clyde Cowan และ Frederick Reines ในปี 1959
นิวทริโนนั้นจัดเป็นอนุภาคผีในทางฟิสิกส์ เพราะมันไม่นำพากับใครใด ๆ ทั้งสิ้น ทั้งสนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า อนุภาคอื่น ๆ ดังนั้นทุกวินาทีที่เรานั่งอ่าน BD อยู่นี้ จะมีอนุภาคผีนี้พุ่งผ่านเราอยู่ตลอดเวลาแต่เราไม่รู้ตัวเลย 😣
โดยการจะตรวจเจอเจ้านิวทริโนได้นั้นต้องเป็นจังหวะที่นิวทริโนพุ่งเข้าชนนิวเคลียสของอะตอมแบบจัง ๆ เกิดการปล่อยอนุภาคมีประจุวิ่งผ่านตัวกลางที่เปลี่ยนจากอากาศเป็นน้ำ
ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรืองแสงเนื่องจากอนุภาคนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่าแสง
เป็นเวลากว่าหลายทศวรรษที่เราตามจับอนุภาคผีนี้ ซึ่งปัจจุบันเราได้เจอกับหลักฐานการมีอยู่ของพวกมันแล้ว และอนุภาคนี้ยังอาจกุมความลับของการกำเนิดจักรวาลเอาไว้ด้วย
นี่อาจเป็นจุดเริ่มต้นของคำตอบที่อยากรู้กันมานานว่าจักรวาลนี้มีกำเนิดมาอย่าไรมีมานานแค่ไหน ก็รอดูกันต่อไปครับ ความรู้ไม่มีวันสิ้นสุดจริง ๆ ยิ่งรู้มาก ก็ยิ่งงงมาก 555 😁
- 11
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
