ทำความรู้จักกับ “อนุภาคผี” อนุภาคที่ลึกลับที่สุดในธรรมชาติ

นิวทริโนหรือที่รู้จักกันในชื่อ "อนุภาคผี" (Ghost particle) เป็นอนุภาคย่อยของอะตอมขนาดเล็ก สามารถทะลุผ่านวัตถุต่าง ๆ ได้โดยที่ไม่เกิดปฏิกริยาใด ๆ ราวกับว่ามันไม่เคยมีอยู่ ซึ่งไม่ได้น่ากลัว และไม่ได้เป็นอันตรายแม้แต่อย่างใด 

นิวทริโนเป็นอนุภาคที่มีมวลน้อยมากและไม่มีประจุไฟฟ้า สามารถพบได้ทั่วจักรวาล โดยนิวทริโนจะถูกสร้างขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันในดวงอาทิตย์ นอกจากนี้นิวทริโนยังถูกสร้างขึ้นจากวัตถุที่มีพลังทำลายล้างสูงที่สุดที่เรารู้จัก อย่างเช่น หลุมดำมวลยิ่งยวด การระเบิดของดาวฤกษ์ และนิวทริโนยังถูกสร้างขึ้นในช่วงเริ่มต้นของจักรวาล หรือ บิ๊กแบง อีกด้วย 

อนุภาคเหล่านี้เดินทางเป็นเส้นตรงเหมือนกับแสงจากจุดที่พวกมันถูกสร้างขึ้นในอวกาศ เป็นอนุภาคที่มีประจุอื่น ๆ อยู่ภายใต้การควบคุมของสนามแม่เหล็ก แต่อนุภาคนิวตริโนสามารถพุ่งทะลุจักรวาลได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวางใด ๆ เสมือนกระสุนลึกลับที่ยิงออกมาจากปืนของจักรวาลขนาดมหึมา และมันสามารถพุ่งผ่านทะลุทุกสิ่งทุกอย่างได้ทุกเวลา แม้กระทั่งตัวของคุณเองในตอนนี้

ในปี 1955 มีนักฟิสิกส์ชื่อ ไคลด์ โคแวน และเฟรเดอริก ไรนส์ จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส ได้มีการนำทีมตรวจจับนิวทริโนเป็นครั้งแรก ซึ่งมาจากการสลายตัวของเบต้าภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ไซต์แม่น้ำซาวันนาในเซาท์แคโรไลนา เครื่องตรวจจับนิวทริโนของพวกเขาประกอบด้วยของเหลวที่เป็นประกาย และท่อโฟโตมัลติพลายเออร์ โดยตรวจจับนิวทริโนไม่สามารถตรวจแบบโดยตรงได้ เครื่องตรวจจับจะตรวจจับนิวทริโนที่โต้ตอบกับโปรตอนในของเหลว ซึ่งปฏิกิริยาดังกล่าวก่อให้เกิดโพซิตรอนและนิวตรอน โพซิตรอนจะถูกทำลายเมื่อพบกับอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่เทียบเท่ากับปฏิสสารในของเหลว การทำลายล้างนี้ทำให้มวลทั้งหมดของนิวทริโนเปลี่ยนเป็นพลังงานบริสุทธิ์ในรูปของรังสีแกมมาสองรังสี ในขณะที่นิวตรอนยังผลิตรังสีแกมมาเพิ่มเติมเมื่อถูกจับโดยอะตอมอื่นในเวลาต่อมา ซึ่งท่อโฟโตมัลติพลายเออร์สามารถตรวจจับรังสีแกมมาเหล่านี้ได้ 

นิวทริโน "ตามธรรมชาติ" ตัวแรกถูกค้นพบในปี 1965 ในการทดลองใต้ดินลึกที่เหมืองทองคำ East Rand ในแอฟริกาใต้ โดยนักฟิสิกส์ จอห์น บาคอลล์ และเรย์ เดวิส จูเนียร์ นำมาซึ่งการสร้าง Homestake Mine เครื่องตรวจจับนิวทริโนอันโด่งดัง ปัจจุบันเรามีเครื่องตรวจจับนิวทริโน คือ หอสังเกตการณ์ IceCube ซึ่งประกอบไปด้วยเครื่องตรวจจับทั้งหมด 86 ชุดที่บรรจุอยู่ในน้ำแข็งบริเวณขั้วโลกใต้ ซึ่งโครงการนี้นำโดยหัวหน้าคณะผู้วิจัยอย่าง Francis Halzen นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน

นิวทริโน หรืออนุภาคผี ถือเป็นสิ่งลึกลับสิ่งหนึ่งในจักรวาลของเรา แม้เราจะไม่สามารถมองมันได้ด้วยตาเปล่า แต่เราก็สามารถพิสูจน์มันได้จากเครื่องมือวิทยาศาสตร์ และยังคงต้องศึกษามันเพิ่มไปอีกเรื่อย ๆ เหมือนไม่มีวันสิ้นสุด