นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 199 มีนาคม

ปีที่ 44 ฉบับที่ 199 มีนาคม-เมษายน 2559

รูปที่ 3

Super-Kamiokande ตรวจวัดนิวตริโนที่มาจากชั้นบรรยากาศ ทั้งที่มาจาก

ชั้นบรรยากาศโดยตรงบริเวณเหนือเครื่องตรวจวัด และที่มาจากอีกด้านหนึ่งของโลก

นิวตริโนจะท�

ำอันตรกิริยากับน�้

ำในถังของ Super-K ท�

ำให้เกิดสัญญาณที่ตรวจวัดได้

รูปที่ 4

Sudbury Neutrino Observatory (SNO) ตั้งอยู่ ณ รัฐออนแทริโอ

ประเทศแคนาดา ตรวจวัดนิวตริโนที่มาจากชั้นดวงอาทิตย์

(ภาพโดย Roy Kaltschmidt/Lawrence Berkeley National Lab)

นิวตริ โ นที่ Sup e r - K

ตรวจวัดได้ เป็นนิวตริโนมิวออน

ที่มาจากชั้นบรรยากาศ ซึ่งสามารถ

เดินทางมาถึง Super-K ได้จาก

ทุกทิศทางไม่ว่าจะมาจากชั้นบรรยากาศ

ในบริเวณใกล้เคียง หรือจากซีกโลก

อีกด้านหนึ่ง ดังแสดงในรูปที่ 3

จากการตรวจวัดและบันทึกข้อมูลเป็นระยะเวลา

กว่า 2 ปี ทีมนักวิจัยของคาจิตะได้พบว่า นิวตริโนมิวออน

ที่มาจากชั้นบรรยากาศบริเวณด้านบนเหนือ Super-K

มีจ�

ำนวนมากกว่า นิวตริโนมิวออนที่เดินทางผ่านโลกมาจาก

อีกทิศทางหนึ่ง ดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งในทางทฤษฎีแล้ว

จ�

ำนวนนิวตริโนมิวออนจากทั้งสองทิศทาง ควรมีจ�

ำนวนเท่ากัน

เพราะนิวตริโนมีอันตรกิริยาท�

ำกับสสารใดๆ บนโลกนี้

น้อยมาก จึงไม่มีสาเหตุใดที่ท�

ำให้จ�

ำนวนนิวตริโนมิวออน

ที่เดินทางผ่านโลกมาถึง Super-K มีจ�

ำนวนลดลง ผลการตรวจวัด

ดังกล่าว จึงสอดคล้องกับสมมติฐานที่กล่าวว่า นิวตริโนมิวออน

มีการเปลี่ยนชนิดเป็นนิวตริโนชนิดอื่น เมื่อเดินทางจาก

อีกด้านหนึ่งของโลกมาถึงเครื่องตรวจวัด Super-K

ข้อมูลจากการตรวจวัดนิวตริโนของคาจิตะและ

สมมติฐานของการเปลี่ยนชนิดนิวตริโนได้รับการสนับสนุน

โดยผลการทดลองของทีมนักวิจัยที่น�

ำโดย แมคโดนัลด์

ในปี ค.ศ. 2001 โดยทีมวิจัยของแมคโดนัลด์ได้เริ่มด�

ำเนินการ

ตรวจวัดนิวตริโนอิเล็กตรอนที่เดินทางมาจากดวงอาทิตย์

ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1999 ด้วย SNO หรือ Sudbury Neutrino

Observatory ดังแสดงในรูปที่ 4 ซึ่งเป็นเครื่องตรวจวัดนิวตริโน

ที่ติดตั้งอยู่ใต้พื้นดินลึกกว่า 2 กิโลเมตร ที่รัฐออนแทรีโอ

ประเทศแคนาดา โดย SNO มีส่วนประกอบหลักคล้ายกับ

Super-K คือ ถังน�้

ำขนาดใหญ่ที่ภายในผนังด้ านในมี

การติดตั้งตัวตรวจวัดแสงกว่า 9,500 ตัว ส�

ำหรับตรวจจับ

สัญญาณของนิวตริโน แต่เนื่องด้วย SNO ใช้น�้

ำมวลหนัก

(Heavy water) ซึ่งแตกต่างจากการใช้น�้

ำบริสุทธิ์ใน Super-K

จึงท�

ำให้ SNO สามารถตรวจหาจ�

ำนวนนิวตริโนอิเล็กตรอนได้

รวมทั้งสามารถตรวจหาจ�

ำนวนนิวตริโนทั้ง 3 ชนิดรวมกันได้

(แต่ไม่สามารถแยกได้ว่าเป็นชนิดใด)