48 / 62
48
นิตยสาร สสวท
ผลการรวบรวมข้อมูลจากการ
ตรวจวัดของทีมของแมคโดนัลด์ในระยะเวลา
กว่า 2 ปี พบว่า จ�
ำนวนนิวตริโนอิเล็กตรอน
ที่มาจากดวงอาทิตย์มีเพียงประมาณ 1 ใน 3
ของจ�
ำนวนที่คาดไว้จากการค�
ำนวณทางทฤษฎี
แต่ เมื่อได้พิจารณาจ�
ำนวนของนิวตริโน
ทั้ง 3 ชนิดรวมกัน กลับพบว่า มีจ�
ำนวน
โ ดยประมาณเ ท่ ากับจ�
ำนวนนิวตริ โน
อิเล็กตรอนทั้งหมดที่คาดว่ าจะตรวจพบ
ในทางทฤษฎี ซึ่งทีมวิจัยของแมคโดนัลด์
ได้สรุปผลการทดลองว่า นิวตริโนอิเล็กตรอน
มีการเปลี่ยนเป็นนิวตริโนชนิดอื่นระหว่าง
การเดินทางจากดวงอาทิตย์ มายังโลก
ซึ่งสอดคล้ องกับผลกา รตร วจวัดและ
สมมติฐานของทีมวิจัยที่น�
ำโดยคาจิตะ
รูปที่ 5
Sudbury Neutrino Observatory (SNO) ตรวจวัดได้ทั้งนิวตริโนที่มาจากดวงอาทิตย์
และ นิวตริโนทั้ง 3 ชนิดรวมกัน (โดยไม่สามารถแยกได้ว่าเป็นนิวตริโนชนิดใด)
ารน�ไปสู่ข้อสรุปว่า
นิวตริโนมีมวล
การค้นพบว่า นิวตริโนมีการเปลี่ยนชนิดได้ ท�
ำให้
นักฟิสิกส์ต้องทบทวนทฤษฎีเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐานในส่วน
ของมวลของนิวตริโน ที่เดิมที พวกเขาได้เคยสมมติให้มีค่า
เป็นศูนย์
ในทฤษฎีควอนตัมซึ่งเป็ นทฤษฎีที่ใช้ อธิบาย
ธรรมชาติในระดับอะตอม อนุภาคและคลื่นเป็นรูปลักษณ์
ที่แตกต่างกันของสภาวะทางกายภาพ (Physical state)
เดียวกัน อนุภาคที่มีพลังงานเฉพาะค่าสามารถบรรยายได้ด้วย
คลื่นที่มีความถี่เฉพาะค่า ดังนั้น ส�
ำหรับนิวตริโนอิเล็กตรอน
นิวตริโนมิวออน และ นิวตริโนทาว ในทางทฤษฎีควอนตัม
อนุภาคเหล่านี้สามารถบรรยายได้ด้วยคลื่นที่มีการซ้อนทับกัน
(Superposition) อยู่หลายคลื่น โดยแต่ละคลื่นเป็นนิวตริโน
ที่มีสภาวะแตกต่างกัน เมื่อคลื่นเหล่านี้ที่ซ้อนทับกันอยู่มี
“เฟสตรงกัน” (in phase) เราจะไม่สามารถแยกได้ว่า มีนิวตริโน
ที่สภาวะใดบ้างที่ซ้อนทับกันอยู่
การเปลี่ยนชนิดของนิวตริโนสามารถอธิบายได้
โดยพิจารณาจากการที่ เมื่อนิวตริโนเดินทางเป็นระยะทางหนึ่ง
คลื่นที่เคยซ้ อนทับกันอยู่ และมีเฟสตรงกันเกิดมีความ
“ต่างเฟสกัน” (out of phase) จึงท�
ำให้มีการซ้อนทับกัน
ของคลื่นในรูปแบบที่ต่างไปจากเดิม รูปแบบการซ้อนทับกัน
ณ บริเวณใดบริเวณหนึ่ง จะบ่งบอกถึงความน่าจะเป็นที่จะพบ
นิวตริโนชนิดใดชนิดหนึ่งมากที่สุด ณ บริเวณนั้น ดังนั้น
นิวตริโนที่เดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลก หรือ จากชั้น
บรรยากาศผ่านโลก จึงมีการเปลี่ยนชนิดได้ ตามรูปแบบ
การซ้อนทับกันที่ของคลื่นที่เป็นองค์ประกอบของนิวตริโน
ชนิดเริ่มต้น
สมบัติในการเปลี่ยนชนิดกลับไปมาของนิวตริโน
เรียกว่า “การแกว่ง” (Oscillation) ซึ่งจากเหตุผลข้างต้น
นักฟิสิกส์จึงสรุปได้ว่า ความสามารถในการเปลี่ยนชนิดได้
ของนิวตริโนจะเกิดขึ้นได้นั้น นิวตริโนแต่ละชนิดต้องมีมวล
ไม่เท่ากัน และไม่เป็นศูนย์นั่นเอง ซึ่งจากผลการทดลอง
ได้มีการประมาณค่าของมวลนิวตริโนไว้ว่ามีค่าน้อยกว่า
3.57x10
-33
กรัม (Olive et al., 2014)
การค้นพบว่า นิวตริโนต้องมีมวลไม่เป็นศูนย์ ท�
ำให้
นักฟิสิกส์ตระหนักว่า ทฤษฎีเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐานที่พวกเขา
ได้สร้างขึ้นมาและคิดว่าเป็นทฤษฎีที่สมบูรณ์แบบ ยังมี
เรื่องราวที่ยังไม่สามารถให้ค�
ำอธิบายได้ และธรรมชาติของ
เอกภพยังมีสิ่งที่ยังคงซ่อนเร้นอยู่อีก ที่รอให้พวกเขาค้นพบ