นักวิทยาศาสตร์ตามล่า ‘อนุภาคผี’ ใต้น้ำแข็งแอนตาร์กติก — ทำไมมันถึงสำคัญจนคว้าโนเบล ?

เรามองเห็นดวงดาวด้วยแสง แต่ถ้าอยากรู้ว่าจักรวาลมีเหตุการณ์รุนแรงอะไรเกิดขึ้นอยู่ไกลออกไป นักวิทยาศาสตร์อาจต้องตามหา “ผู้ส่งสาร” อีกชนิดหนึ่งคือ นิวตริโน (Neutrino) อนุภาคขนาดเล็กที่เดินทางผ่านอวกาศ ผ่านโลก และผ่านร่างกายของเราอยู่ตลอดเวลา โดยแทบไม่ทำปฏิกิริยากับสสาร และในปี 2569 งานวิจัยที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับนิวตริโนพลังงานสูงจากอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ได้รับการยกย่องด้วยรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์

▪️ใครได้รับรางวัล ?

วันที่ 6 ตุลาคม 2569 ราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนประกาศมอบ Nobel Prize in Physics 2026 ให้แก่ Francis Halzen นักฟิสิกส์จาก University of Wisconsin–Madison

รางวัลมอบให้จาก “decisive contributions to the IceCube Neutrino Observatory and the discovery of high-energy neutrinos of astrophysical origin” หรือผลงานสำคัญต่อหอสังเกตการณ์ IceCube และการค้นพบนิวตริโนพลังงานสูงจากแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์ 

▪️นิวตริโนคืออะไร ?

นิวตริโนเป็นอนุภาคพื้นฐานชนิดหนึ่งที่ไม่มีประจุไฟฟ้า และมีมวลน้อยมาก สิ่งที่ทำให้มันน่าสนใจคือ มันแทบไม่ทำปฏิกิริยากับสสาร ลองนึกภาพว่าเรามีอนุภาคจำนวนมหาศาลกำลังพุ่งผ่านโลก แต่เราไม่รู้สึกอะไรเลยคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับนิวตริโน อนุภาคเหล่านี้สามารถเดินทางผ่านโลก และร่างกายของเรา โดยไม่ทิ้งร่องรอยให้เห็นในชีวิตประจำวัน 

▪️ต้องไปตรวจจับใต้แผ่นน้ำแข็ง ?

ประเด็นนี้คือส่วนที่น่าทึ่งที่สุด นักวิทยาศาสตร์สร้าง IceCube Neutrino Observatory ขึ้นในน้ำแข็งบริเวณขั้วโลกใต้ แทนที่จะสร้างเครื่องตรวจจับขนาดมหึมาบนพื้นดิน นักวิทยาศาสตร์ใช้ “น้ำแข็งธรรมชาติ” เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องตรวจจับ

IceCube ใช้เซนเซอร์แสงจำนวนหลายพันตัวฝังลึกลงไปในน้ำแข็ง เมื่อมีนิวตริโนชนกับอะตอมในน้ำแข็งในเหตุการณ์ที่พบได้ยากมาก จะเกิดอนุภาคอื่น และแสงวาบจางๆ

เซนเซอร์เหล่านี้จะตรวจจับแสงดังกล่าว แล้วนักวิทยาศาสตร์นำข้อมูลมาคำนวณย้อนกลับว่าอนุภาคนั้นมาจากทิศทางไหนและมีพลังงานเท่าใด 

▪️เหตุใดถึงเรียกว่า “อนุภาคผี” ?

คำว่า “อนุภาคผี” เป็นคำเรียกเชิงเปรียบเทียบ ไม่ใช่ชื่อทางวิทยาศาสตร์ สาเหตุคือมันตรวจจับได้ยากมาก แสงสามารถสะท้อน หักเหหรือถูกดูดกลืน แต่สำหรับนิวตริโน สิ่งกีดขวางแทบไม่มีความหมาย มันสามารถเดินทางผ่านสสารจำนวนมหาศาลโดยไม่เกิดปฏิกิริยา จึงเหมือนกับมี “บางสิ่ง” เดินทางผ่านโลกอยู่ตลอดเวลา แต่เราแทบไม่สามารถจับมันได้

▪️มันช่วยให้เรารู้เรื่องจักรวาลอย่างไร ?

นิวตริโนมีความพิเศษตรงที่มันสามารถเดินทางจากแหล่งกำเนิดมายังโลกโดยไม่ถูกเบี่ยงเบนจากสนามแม่เหล็กเหมือนอนุภาคมีประจุ หมายความว่า เมื่อเราตรวจจับนิวตริโนพลังงานสูงจากอวกาศ เราสามารถใช้มันเป็นเบาะแสในการศึกษาว่า แหล่งกำเนิดอยู่ตรงไหน และกำลังเกิดกระบวนการรุนแรงอะไร เช่น บริเวณรอบหลุมดำหรือวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีพลังงานมหาศาล ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า การศึกษาจักรวาลผ่านนิวตริโน (Neutrino Astronomy)

▪️เหตุใดถึงต้องใช้น้ำแข็งถึงระดับ “หนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตร” ?

เหตุผลคือ ยิ่งนิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กับสสารน้อย โอกาสที่เราจะตรวจจับมันก็ยิ่งต่ำ การสร้างเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่จึงเพิ่มโอกาสในการจับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยาก

IceCube ใช้น้ำแข็งประมาณหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตรเป็นตัวกลางตรวจจับ และมีเซนเซอร์แสงจำนวนมากฝังอยู่ลึกใต้พื้นผิวน้ำแข็ง จึงเป็นหนึ่งในโครงการวิทยาศาสตร์ที่แปลกมาก เพราะนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้สร้าง “เครื่องจักรทั้งหมด” ขึ้นมาเอง แต่ใช้ธรรมชาติของน้ำแข็งที่ขั้วโลกใต้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือ

▪️การค้นพบนี้สำคัญอย่างไร ?

ก่อนหน้านี้มนุษย์ศึกษาจักรวาลผ่านแสงเป็นหลัก แต่ตอนนี้เรามีอีกช่องทางหนึ่ง นิวตริโนช่วยเปิดหน้าต่างใหม่สำหรับการศึกษาจักรวาล เพราะมันสามารถนำข้อมูลจากบริเวณที่แสงหรืออนุภาคชนิดอื่นอาจไม่สามารถส่งข้อมูลมายังเราได้อย่างตรงไปตรงมา ดังนั้น การตรวจจับนิวตริโนจึงไม่ใช่แค่การค้นพบอนุภาคเล็กๆ แต่เป็นการเพิ่ม “ประสาทสัมผัส” ใหม่ให้มนุษย์ใช้สำรวจจักรวาล

▪️นิวตริโนผ่านร่างกายเราจริงหรือ ?

คำคอยคือ จริง แต่ไม่ได้หมายความว่าเราต้องกลัว นิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กับสสารน้อยมาก จึงสามารถผ่านร่างกายของเราโดยแทบไม่เกิดผลกระทบ เราไม่รู้สึกถึงมัน  และไม่มีเหตุผลที่จะมองนิวตริโนที่ผ่านร่างกายในชีวิตประจำวันเป็นอันตราย เรื่องนี้จึงไม่ได้เป็นเพียงข่าวโนเบล

สิ่งที่น่าสนใจที่สุดของเรื่องนี้อาจไม่ใช่รางวัล แต่คือแนวคิดที่ว่า สิ่งที่มนุษย์มองไม่เห็น ไม่ได้หมายความว่าสิ่งนั้นไม่มีอยู่ นักวิทยาศาสตร์ต้องสร้างเครื่องมือที่ละเอียดมากพอ เพื่อจับสัญญาณเล็กๆจากสิ่งที่แทบไม่เคยมีปฏิสัมพันธ์กับเรา และเมื่อทำสำเร็จ สิ่งที่เราได้กลับมาไม่ใช่แค่ข้อมูลเกี่ยวกับอนุภาค แต่เป็นข้อมูลเกี่ยวกับจักรวาลทั้งใบ