จีนเปิดห้องปฏิบัติการจูโนค้นหาอนุภาคผี

ล่าสุดจากสำนักข่าวซินหัวรายงานว่า ห้องปฏิบัติการจูโน ที่ตั้งอยู่ในมณฑลกวางตุ้ง ประเทศจีน ได้เริ่มเดินเครื่องหลังจากดำเนินการเตรียมความพร้อมและก่อสร้างมานานกว่าสิบปี ด้วยการเติมวัสดุสารเรืองแสงเหลวปริมาณ 20,000 ตัน ซึ่งถือเป็นอุปกรณ์สำคัญในการตรวจจับ “อนุภาคผี” หรือนิวทริโนที่มีคุณสมบัติพิเศษในการผ่านสสารได้โดยไม่เกิดปฏิสัมพันธ์ จึงถูกเรียกอย่างน่าสนใจว่า “ ghost particles ”

จีนเปิดห้องปฏิบัติการจูโนค้นหาอนุภาคผี

ปัจจุบัน จูโนเป็นหนึ่งในโครงการห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่ที่มุ่งเน้นการศึกษาอนุภาคผีโดยเฉพาะ โดยการจัดวางเครื่องตรวจจับในระดับลึกใต้ดินถึง 700 เมตร เพื่อป้องกันรังสีภายนอกจากผลกระทบต่อผลลัพธ์ของงานวิจัย

ข้อมูลช่วงเริ่มต้นของการเก็บข้อมูลจากห้องปฏิบัติการจูโนแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการทำงานของระบบโดยรวมสูงกว่าที่วางแผนไว้ ซึ่งเป็นเครื่องยืนยันถึงความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ของโครงการในการสามารถตอบโจทย์คำถามพื้นฐานทางด้านฟิสิกส์อนุภาคได้จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการ “วัดลำดับมวลของนิวทริโน” ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญที่จะเปลี่ยนแปลงความเข้าใจที่เรามีเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาล

ลักษณะการตรวจจับ “นิวทริโน” ในห้องปฏิบัติการจูโน

ด้วยการที่นิวทริโนเป็นอนุภาคที่แทบจะไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสารทั่วไป จึงเป็นภารกิจที่ยากมากในการตรวจจับ มีเพียงห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่ระดับโลกเท่านั้นที่สามารถจับภาพสัญญาณน้อย ๆ จากอนุภาคเหล่านี้ได้

ที่ห้องปฏิบัติการจูโน การตรวจจับนิวทริโนเกิดจากการที่อนุภาคเหล่านี้เมื่อพุ่งผ่านเข้ามาจะชนกับไฮโดรเจนในสารเหลว ทำให้เกิดแสงแฟลชเลือนรางขึ้น จากนั้นจะถูกจับสัญญาณด้วยเหล่าหลอดทวีคูณแสงกว่า 45,000 ชิ้น คำตอบทางฟิสิกส์ก็เริ่มค่อย ๆ เผยให้เห็น

• หลักการวัดลำดับมวลนิวทริโนด้วยเทคโนโลยีของจูโนเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว
• สามารถแยกแยะค่าต่าง ๆ ได้อย่างแม่นยำโดยไม่สับสนกับปัจจัยภายนอก
• จูโนสามารถตรวจจับแอนตินิวทริโนจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใกล้เคียงได้อย่างสมบูรณ์แบบ

หวังอี๋ฟาง โฆษกประจำห้องปฏิบัติการจูโนและนักวิจัยจากสถาบันฟิสิกส์พลังงานสูง สังกัดสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน กล่าวว่า “ความสำเร็จในการเติมวัสดุสารจำเพาะเพื่อใช้งานเครื่องตรวจจับและเริ่มเก็บข้อมูลนั้น ถือเป็นเหตุการณ์สำคัญทางประวัติศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากจูโนคือเครื่องตรวจจับระดับโลกครั้งแรกที่ออกแบบมาเฉพาะกับการวัดลักษณะทางมวลของนิวทริโนอย่างละเอียด

สถาบันฟิสิกส์พลังงานสูงได้ระบุเพิ่มเติมว่า อายุการใช้งานของห้องปฏิบัติการจูโนสูงถึง 30 ปี ซึ่งจะทำหน้าที่สำคัญในการสำรวจนิวทริโนจากแหล่งหลายประเภท เช่น ดวงอาทิตย์ ซูเปอร์โนวา บรรยากาศ และแม้แต่ภายในเปลือกโลก

น่าจับตาอีกหนึ่งเป้าหมายอนาคตของโครงการห้องปฏิบัติการจูโน คือความสามารถในการ “ค้นหาอนุภาคนิวทริโนหมัน (sterile neutrino)” ที่ยังคงเป็นปริศนาในวงการวิทยาศาสตร์ รวมถึง “การสลายตัวของโปรตอน (proton decay)” ซึ่งอาจเปิดประตูสู่โลกของนิวเคลียร์ฟิสิกส์ที่ไม่เคยมีมาก่อน

หากคุณสนใจเรื่องนี้เพิ่มเติม เราขอแนะนำให้ติดตามผลพัฒนาของเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องจากโครงการจูโนอย่างใกล้ชิด เพราะอาจเปลี่ยนความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาลจากวันหนึ่งไปสู่อีกวัน

ที่มา – จีนเริ่มเดินเครื่อง “ห้องปฏิบัติการจูโน” มุ่งไขปริศนา “อนุภาคผี”