สสารมืด (Dark Matter)
หนึ่งในสิ่งลึกลับที่สุดในเอกภพ
เชื่อไหมว่าสสารทั้งหมดที่อยู่รอบตัวเราที่ประกอบขึ้นเป็นข้าวของเครื่องใช้, ร่างกายสิ่งมีชีวิต, ไฟฟ้า, อากาศ และแม้แต่ดาวฤกษ์ทั้งหมดบนท้องฟ้า ฯลฯ ทั้งหมดคิดเป็นสัดส่วนเพียง 5% ของมวลสารและพลังงานทั้งหมดในเอกภพ ที่เหลืออีกราวๆ 27% เป็นสสารมืด (Dark Matter) และอีก 68% เป็นพลังงานมืด (Dark Energy)
พลังงานมืดเป็นสิ่งที่ทำให้เอกภพของเราขยายตัวด้วยความเร็วสูงขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ตรวจจับอัตราการขยายตัวของเอกภพได้อย่างแม่นยำพอสมควร แต่สสารมืดเป็นสิ่งหนึ่งที่ลึกลับที่สุดสำหรับโลกฟิสิกส์ในตอนนี้ก็ว่าได้
.
สสารมืด (Dark Matter) เป็นสิ่งที่ไม่ทำปฏิกิริยากับแสงหรือแรงใดๆ เลยนอกจากแรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นแรงที่อ่อนกำลังที่สุด นักฟิสิกส์ตรวจจับมันได้ทางอ้อมจากการสังเกตความเร็วการหมุนของกาแล็กซีที่ผิดไปจากทฤษฎีแรงโน้มถ่วงปกติ กล่าวคือ บริเวณขอบกาแล็กซีต่างๆ มีอัตราการหมุนเร็วเกินกว่าที่แรงโน้มถ่วงจากสสารที่มองเห็นจะดึงดูดไว้ได้ นักฟิสิกส์จึงเชื่อว่ามีสิ่งที่เรียกว่า สสารมืด ส่งแรงโน้มถ่วงมาดึงดูดทำให้มวลสารในกาแล็กซีมีการเกาะกลุ่มและมีความเร็วการหมุนสูงอย่างที่นักฟิสิกส์สังเกตได้ (นอกจากนี้นักฟิสิกส์ยังพบหลักฐานอื่นๆ อีกมากมายที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสสารมืด)
แผนภูมิวงกลมแสดงมวลสารและพลังงานทั้งหมดในเอกภพ ที่มา : nasa.gov
งานวิจัยในปัจจุบันจึงมุ่งเน้นไปที่การพยายามมองให้เห็นว่าสสารมืดมีการกระจายตัวอยู่อย่างไร ผ่านการหมุนของกาแล็กซีและปรากฏการณ์ความโน้มถ่วงอื่นๆ ที่สสารมืดส่งออกมา รวมทั้งศึกษาสสารมืดส่งผลอย่างไรต่อการเกิดโครงสร้างของกาแล็กซี รวมทั้งความเปลี่ยนแปลงของเอกภพในระดับภาพรวม
ส่วนงานวิจัยอีกสายหนึ่งมุ่งเน้นมาที่การหาคำตอบว่าตัวตนพื้นฐานของสสารมืดนั้นคืออะไรกันแน่ พูดง่ายๆ ว่าสสารมืดประกอบขึ้นจากอนุภาคอะไรและมีคุณสมบัติอะไรบ้าง แต่ตอนนี้ยังไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนเลยว่าสสารมืดนั้นประกอบขึ้นจากอนุภาคอะไรกันแน่
เพื่อตอบคำถามนี้ อุปกรณ์การทดลองที่มีชื่อว่า XENON1T จึงถูกสร้างขึ้นและติดตั้งไว้ใต้ดินบริเวณภูเขา Gran Sasso ของประเทศอิตาลีเพื่อไม่ให้เครื่องมือถูกรบกวนจากรังสีต่างๆ ที่มีอยู่มากมายบนผิวโลก โดยนักวิจัยหลายประเทศ ทั้งสหรัฐอเมริกา, อิตาลี, เยอรมนี, สวิตเซอร์แลนด์, โปรตุเกส, ฝรั่งเศส, สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ฯลฯ ร่วมมือกันเพื่อวิเคราะห์และใช้งานเครื่องมือดังกล่าว
เครื่อง XENON1T ที่มา phys.org
ภายในประกอบด้วยถังขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยซีนอนเหลว (Liquid Xenon) ที่บริสุทธิ์สูงปริมาณ 3.5 ตัน เก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำถึง -95 องศาเซลเซียส ซึ่งอิเล็กตรอนของซีนอนหรือนิวเคลียสของซีนอนจะทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่ประกอบเป็นสสารมืดที่พุ่งเข้ามาชน นักฟิสิกส์คาดหวังว่าการชนจะทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมาจนเครื่องมือสามารถตรวจจับได้ แต่ผลปรากฏว่านักฟิสิกส์ ไม่สามารถพบสัญญาณใดๆ ที่บ่งชี้ถึงอนุภาคสสารมืดเลย!
ทว่าทีมนักวิจัยก็ไม่ได้รู้สึกหมดหวังหรือท้อใจมากมายกับผลลัพธ์ที่ได้ เพราะทีมงานมองว่านี่เป็นการเดินเครื่องช่วงแรกๆ และการหาไม่เจอเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่ถูกคาดไว้แล้ว
อย่างไรก็ตาม ไม่มีอะไรยืนยันได้ว่าเครื่องมือ XENON1T จะสามารถตรวจจับอนุภาคสสารมืดได้ หากจนแล้วจนรอดก็ตรวจจับไม่ได้ นักฟิสิกส์อาจต้องสร้างเครื่องมือที่ใหญ่ขึ้นหรือแม้แต่ปรับทฤษฎีทั้งหมด แต่ถ้า XENON1T ตรวจจับอนุภาคสสารมืดพบ มันจะเป็นครั้งแรกที่นักฟิสิกส์พบตัวตนของสสารที่เป็นปริศนาที่สุดแห่งเอกภพของเราและน่าจะเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งที่ปรากฏขึ้นในประวัติศาสตร์โลกฟิสิกส์
สรุปว่าไม่ว่าจะพบอนุภาคสสารมืดหรือไม่พบก็ล้วนแล้วแต่ส่งผลสะเทือนต่อวงการฟิสิกส์ทั้งสิ้น
- 37
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
