ขอสั้น ๆ “อนุภาคผี” (Ghost Particle) คืออะไร ? เกี่ยวกับวิญญาณหรือไม่ ? แต่สกิลของมันโคตรเจ๋ง

“อนุภาคผี” (Ghost Particle) หรือ “นิวทริโน” (Neutrinos) เป็นอนุภาคที่กระจายอยู่ทั่วจักรวาล ซึ่งสาเหตุที่ถูกเรียกว่าอนุภาคผีนั้น เป็นเพราะพวกมันสามารถทะลุผ่านทุกสิ่งในจักรวาลได้โดยที่สภาพไม่เปลี่ยนแปลง (เหมือนผีที่สามารถเดินทะลุกำแพงได้ยังยังงั้น) ซึ่งความสามารถนี้เป็นผลมาจากการที่พวกมันมีน้ำหนักเบาจนแทบไม่มีมวล แถมยังมีสถานะเป็นแก๊ซ (เบากว่ามวลอิเล็กตรอนถึง 10 ล้านเท่า)

Kamioka Observatory มหาวิทยาลัยโตเกียว , หากนิวทริโนมีการเคลื่อนผ่านหลอดไฟดวงนั้น ๆ จะส่องแสง ทั้งการเคลื่อนที่เข้าและออก

ไม่เพียงเท่านั้น นิทริโนยังมีความพิเศษอีกอย่างหนึ่ง นั่นคือ การที่พวกมันมีพลังงานสูง ไม่มีประจุ ทำให้มันสามารถเดินทางทะลุสิ่งต่าง ๆ ได้แม้กระทั่งจักรวาล โดยที่สนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ต่าง ๆ ก็หยุดการเคลื่อนที่ของมันไม่ได้ (ยกเว้นหลุมดำนะครับ)

เมื่อปี 2018 อาร์เธอร์ ลูเรโร (Arthur Loureiro) นักศึกษาปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ของมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน ค้นพบจุดเริ่มต้นการเดินทางของนิวทริโนได้เป็นครั้งแรก โดยเซนเซอร์ของเครื่องตรวจจับ IceCube ที่อยู่ลึกลงไปในน้ำแข็งแอนตาร์กติก พบว่าพวกมันมีจุดเริ่มต้นมาจาก กาแล็กซีเบลา-ซ่าร์ (Blazar galaxy) ที่เมื่อวัดระยะทางที่ห่างจากโลกแล้ว นั่นเท่ากับว่าพวกมันเดินทางมาไกลกว่า 4 พันล้านปีแสงเลยทีเดียว

เครื่องตรวจจับ IceCube ที่ตั้งอยู่ที่แอนตาร์กติก (ขั้วโลกใต้)

การค้นพบนี้ถูกตีพิมพ์ลงวารสาร Physical Review Letter โดยในงานวิจัยระบุว่า “มีนิวทริโนกว่าแสนล้านตัวเคลื่อนที่ผ่านทะลุตัวคุณตลอดเวลา รวมถึงตอนที่คุณกำลังอ่านข้อความนี้อยู่ด้วยเช่นกัน” ซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับอนุภาคผีนี้ยังมีน้อยมาก นักวิทยาศาสตร์ทราบเพียงแค่ว่า มันมีอยู่ 3 ชนิด แต่ไม่ทราบว่าชนิดใดเบาและเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุด

แล้วอนุภาคนี้น่าสนใจอย่างไร : การค้นพบจุดเริ่มต้นและเส้นทางการเดินทางของมัน ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลได้ (หากเราทราบถึงเส้นทางต่อไปของมัน เราก็จะได้รู้ว่าจักรวาลขยายตัวไปถึงจุดไหนแล้ว)

อีกทั้งงานวิจัยเกี่ยวกับนิวทริโนที่ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ ประจำปี 2015 ที่ว่าด้วยเรื่องของการคำนวณหามวลของสิ่งที่เบาที่สุดในจักรวาล นักวิจัยพบว่าพวกมันปรากฏอยู่อีกกว่า 1.1 ล้านกาแล็กซี

หน้าตาของซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ “Grace” ที่ใช้ประมวลผลหามวลของนิวทริโน

ด้วยข้อมูลที่มากขนาดนี้ พวกเขาจึงต้องใช้ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ที่มีชื่อว่า Grace (เกรซ) ของมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน ในการสร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์เพื่อใช้คำนวณหาตำแหน่งปัจจุบันและอนาคตของอนุภาคนิวทริโน ซึ่งคาดว่าอาจต้องใช้เวลาในการประมวลผลนานถึง 500,000 ชั่วโมง หรือกว่า 60 ปี และหากคำนวณเสร็จสิ้น ขั้นต่อไป คือการศึกษาสสารของพลังงานมืดและโครงสร้างของจักรวาลอย่างสมบูรณ์

สรุป – “อนุภาคนิวทริโน” มีชื่อเล่นในวงการวิทยาศาสตร์ว่า “อนุภาคผี” เนื่องจากมันสามารถเดินทางทะลุผ่านทุกสิ่งในจักรวาลได้อย่างสมบูรณ์ โดยความสามารถนี้จึงทำให้เราสนใจที่จะศึกษามันเพื่อให้ทราบถึงการขยายตัวของจักรวาลจากการเฝ้าติดตามการเดินทางของมันนั่นเอง