สองเท่าหรือไม่มีอะไรเลยนักฟิสิกส์เชื่อว่านิวตริโนเป็นแฝดที่น่าขนลุกของมันเอง

ลึกลงไปใต้ดินในถ้ำข้างอุโมงค์ Gran Sasso ในเทือกเขา Apennines ใกล้กรุงโรม นักฟิสิกส์กำลังวางบล็อกที่ทำจากผลึกใสขนาดเล็กที่มีไอโซโทปเทลลูเรียม-130 เป็นหนึ่งในไอโซโทปเพียงไม่กี่ชนิดที่คาดว่าจะเกิดการแตกตัวของนิวเคลียร์ในลักษณะที่เสนอ ภายในไม่กี่เดือน Ettore Fiorini จาก University of Milan-Bicocca ในเมืองมิลาน ประเทศอิตาลีและ

การจ้องมองคริสตัล ในการทดลองบางอย่าง 

นักวิจัยจะวางอาร์เรย์คริสตัลแบบเดียวกับที่วางบนโต๊ะนี้เพื่อสร้างเครื่องตรวจจับที่มีลักษณะเหมือนหอคอย

อี.ฟิโอรินี่

รับมันด้วยกัน. ในอุโมงค์ใต้เทือกเขาแอลป์ของฝรั่งเศส นักวิจัยประกอบเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่สำหรับการทดลองการสลายตัวแบบดับเบิ้ลบีตาแบบนิวตริโนแบบไร้นิวตริโนเป็นครั้งแรก

IN2P3/CNRS

เทรลเบลเซอร์คนเดียว ในปี 1937 Ettore Majorana เสนอว่า neutrino และ antineutrino เป็นอนุภาคเดียวกัน

โดยได้รับอนุญาตจาก E. RECAMI และครอบครัวของ E. MAJORANA ห้ามทำซ้ำโดยไม่ได้รับอนุญาต

เพื่อนร่วมงานของเขาคาดว่ากองผลึกของพวกมันจะเริ่มทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับการแตกตัวที่ตามหามานาน ซึ่งเรียกว่าการสลายตัวแบบนิวตริโนเลสแบบดับเบิ้ลเบตา นักวิจัยคนอื่น ๆ ที่ทำการทดลองประเภทต่าง ๆ โดยใช้ไอโซโทปอื่น ๆ กำลังตามล่าหาถ้วยรางวัลเดียวกัน กลุ่มหนึ่งอ้างว่ามีอยู่แล้ว แต่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นไม่เชื่อในการค้นพบนี้

ลงชื่อ

การค้นพบการแตกตัวนี้อาจส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อวิธีที่นักฟิสิกส์อธิบายเอกภพ

แรงจูงใจอย่างหนึ่งสำหรับการทดลองที่ยากและแพงขึ้นเรื่อยๆ คือความหวังที่จะเติมเต็มช่องว่างความรู้ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของฟิสิกส์ นั่นคือมวลของนิวตริโน (SN: 1/30/99, p. 76) ยิ่งไปกว่านั้น ข้อมูลนี้จะช่วยให้นักฟิสิกส์ตอบคำถามยากๆ ที่ว่า สำหรับนิวตริโน สสารและปฏิสสารเป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

การวัดมวลของนิวตริโนยังช่วยให้เข้าใจถึงการกำกับดูแลที่เพิ่งค้นพบในทฤษฎีทั่วไปหรือแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค และช่วยให้นักวิจัยเข้าใจได้ดีขึ้นว่านิวตริโนมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของเอกภพอย่างไร

Giorgio Gratta จาก Stanford University และโฆษกของการทดลองที่กำลังพัฒนาอยู่ที่นั่นกล่าวว่า “การมองหาการสลายตัวแบบ double-beta ที่ไม่มีนิวตริโนเป็นการฉายแสงให้กับสิ่งที่ไม่รู้จัก” การค้นพบว่าการสลายตัวจะเป็นหลักฐานสำหรับ “ฟิสิกส์ที่ไม่ได้อยู่ในคำอธิบายของโลกในปัจจุบัน” เขากล่าว

ความเข้าใจผิดจำนวนมาก

นิวตริโนถูกอนุมานว่ามีอยู่เป็นครั้งแรกในปี 1930 เพื่ออธิบายถึงพลังงานที่ขาดหายไปในกระบวนการแตกตัวของนิวเคลียสที่เรียกว่าการสลายตัวแบบบีตา เป็นเวลาหลายทศวรรษหลังจากนั้น พวกเขาถูกอธิบายว่าเป็นอนุภาคที่ไม่มีมวลและไม่มีประจุ มีจำนวนมากถึง 10 ล้านล้านตัวในทุก ๆ วินาทีผ่านพื้นที่ขนาดเท่ามือคุณ

ในปี 1998 นักวิจัยที่ทำงานที่เครื่องตรวจจับ SuperKamiokande ในญี่ปุ่นได้แสดงให้เห็นว่านิวตริโนซึ่งมีสามแบบ ได้แก่ นิวตริโนอิเล็กตรอน มิวออนนิวตริโน และนิวตริโนเอกภาพสามารถเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันได้ (SN: 6/13/98, p. 374) การค้นพบครั้งต่อมาจากหอดูดาวนิวทริโนซัดเบอรี (ออนตาริโอ) ในปีที่ผ่านมา (SN: 5/11/02, p. 301: เครื่องตรวจจับจุดกิ้งก่าแสงอาทิตย์ ) ยืนยันผลลัพธ์

นักฟิสิกส์กล่าวว่าการพลิกกลับของเอกลักษณ์ที่เรียกว่าการสั่นของนิวตริโนนั้นบ่งบอกเป็นนัยว่าอนุภาคมีมวล เนื่องจากแบบจำลองมาตรฐานสันนิษฐานว่านิวตริโนไม่มีมวล การค้นพบการสั่นจึงเป็นการแตกร้าวครั้งแรกในทฤษฎีที่เป็นรากฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคมานานหลายทศวรรษ

“ตอนนี้เรารู้แล้วว่านิวตริโนมีมวล สิ่งสำคัญคือเราต้องรู้ว่า [มวลนั้น] คืออะไร” Steven R. Elliott จาก University of Washington ในซีแอตเติลกล่าว

จากผลการทดลองการสั่นของนิวตริโน นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่ามวลนิวตริโนมีค่าอย่างน้อย 0.05 อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) หรือประมาณ 10 ในล้านของมวลอิเล็กตรอน การวัดอื่นๆ ระบุว่ามวลนิวตริโนน้อยกว่า 2.2 eV อย่างไรก็ตาม สำหรับตัวเลขที่แน่นอน นักวิทยาศาสตร์กำลังให้ความสำคัญใหม่กับการค้นหาที่เคยสนใจนักฟิสิกส์เพียงไม่กี่คนเท่านั้น

“เด็กกำพร้าคนนี้กลายเป็นเหมือน Tiger Woods ในทันที” นักฟิสิกส์ Frank T. Avignone III แห่งมหาวิทยาลัยเซาท์แคโรไลนาในโคลัมเบียกล่าวอุทาน

Credit : รับจํานํารถ