ใครตามหา ‘อนุภาคผี’ ใต้ขั้วโลกใต้ จนได้โนเบลฟิสิกส์ 2026?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกา เซนเซอร์หลายพันตัวเฝ้ารอสัญญาณแสงที่เกิดขึ้นนาน ๆ ครั้ง รอยวาบนั้นบอกทิศทางของ นิวทริโน จากอวกาศได้

เบื้องหลัง IceCube คือ Francis Halzen ผู้ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 2026 จากบทบาทสำคัญต่อหอดูดาวแห่งนี้และการค้นพบนิวทริโนพลังงานสูงจากแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์

นิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า สนามแม่เหล็กจึงไม่เบี่ยงทิศเหมือนอนุภาคมีประจุ และมันแทบไม่ปะทะกับสสาร ระหว่างเดินทางจากเหตุการณ์ไกลโพ้น นิวทริโนจึงพาข้อมูลทิศทางเดิมมาถึงโลก นักดาราศาสตร์ใช้มันตามรอยบริเวณพลังงานสูง เช่น ใจกลางกาแล็กซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาล

IceCube ฝังเซนเซอร์แสงลงในน้ำแข็งใสที่ขั้วโลกใต้ ครอบคลุมปริมาตรราว หนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตร เมื่อนิวทริโนชนกับนิวเคลียสของอะตอมในน้ำแข็ง จะเกิดอนุภาคมีประจุขึ้นตามมา อนุภาคเหล่านี้ปล่อยแสงวาบจาง ๆ ให้เซนเซอร์บันทึกตำแหน่งและเวลา นักวิจัยนำข้อมูลเหล่านั้นมาคำนวณทิศทางกับพลังงานของเหตุการณ์

วันที่ 22 กันยายน 2017 IceCube ตรวจพบนิวทริโนพลังงานสูงจากทิศของ TXS 0506+056 ซึ่งเป็น blazar หรือกาแล็กซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาลและปล่อยลำอนุภาค โดยลำหนึ่งชี้มาทางโลก เวลาใกล้กันกล้องรังสีแกมมาตรวจพบการปะทุจากบริเวณเดียวกัน IceCube ส่งแจ้งเตือนพิกัดให้นักดาราศาสตร์ภายใน 43 วินาที แล้วมีกล้องราว 20 แห่งบนโลกและในอวกาศหันไปเก็บข้อมูลต่อ

การสังเกตครั้งนั้นชี้ว่า blazar แห่งนี้เป็นแหล่งที่เป็นไปได้ของนิวทริโนพลังงานสูง กล้องหลายชนิดวัดทั้งรังสีแกมมา แสงที่ตามองเห็น คลื่นวิทยุ และรังสีเอกซ์ เมื่อนำข้อมูลเหล่านี้มาวางคู่กับรอยนิวทริโน นักวิจัยจึงเห็นเหตุการณ์เดียวกันจากทั้งอนุภาคและแสง

Halzen เสนอแนวคิดใช้แผ่นน้ำแข็งขั้วโลกตรวจนิวทริโนในปี 1988 ส่วน IceCube สร้างเสร็จในปี 2011 ผ่านเวลา 23 ปีจากแนวคิดสู่หอดูดาวที่ใช้แสงจาง ๆ ในก้อนน้ำแข็งตามรอยเหตุการณ์ไกลโพ้นในจักรวาล

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th