ราชสมาคมวิทยาศาสตร์ สวีเดน มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ให้กับนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นและแคนาดา สำหรับการค้นพบการสั่นของนิวตริโน ที่แสดงให้เห็นว่า นิวตริโนมีมวล

ศาสตราจารย์ ดร. ทาคาอากิ คาจิตะ แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว และ ศาสตราจารย์กิตติคุณ ดร. อาเธอร์ บี. แม็คโดนัลด์ แห่งมหาวิทยาลัยควีน ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ โดยแบ่งเงินรางวัลไปคนละครึ่ง จากการทดลองที่แสดงว่านิวตริโนสามารถเปลี่ยนเอกลักษณ์ของมันได้ โดยปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นได้ถ้านิวตริโนมีมวล การค้นพบดังกล่าวทำให้ความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของสสารเปลี่ยนไป และพิสูจน์หลักการพื้นฐานบางอย่างของเอกภพที่เราเชื่อกันอยู่

ดร.คาจิตะ นำเสนอผลงานการค้นพบว่า นิวตริโนในบรรยากาศสับเปลี่ยนไปมาจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่งตลอดเวลา จากการตรวจจับด้วยเครื่องตรวจจับนิวตริโน"ซูเปอร์-คามิโอคังเด"ในญี่ปุ่น

ในขณะเดียวกัน กลุ่มวิจัยที่แคนาดา นำโดย ดร.อาเธอร์ บี. แม็คโดนัลด์ ก็สามารถแสดงได้ว่า นิวตริโนจากดวงอาทิตย์ไม่ได้หายไปจากโลกดื้อๆ แต่จะถูกจับแล้วมีรูปแบบที่แตกต่างออกไปเมื่อมาถึงโลก ซึ่งตรวจจับได้ที่ศูนย์สังเกตการณ์นิวตริโนซัดเบอรี่ ในแคนาดา

ปริศนาเกี่ยวกับนิวตริโนทำให้นักฟิสิกส์ฉงนมาหลายสิบปี เพราะทฤษฎีที่เชื่อกันมานั้นทำให้เราคำนวณมวลนิวตริโนได้เยอะเกินไป และเครื่องตรวจจับนิวตริโนนั้นหาไม่เจอถึง 2 ใน 3 ของที่คำนวณได้ด้วยซ้ำ บัดนี้ การทดลองของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองท่านได้ยืนยันแล้วว่า นิวตริโนได้เปลี่ยนรูปแบบไปแล้วนั่นเอง

การค้นพบนี้จึงนำไปสู่ข้อสรุปที่ว่านิวตริโนที่เคยเชื่อกันว่าไม่มีมวลนั้น แท้จริงแล้วมันมีมวลอยู่ ถึงแม้จะมีอยู่น้อยมาก

ทั้งนี้ การศึกษาฟิสิกส์อนุภาคนั้นเป็นดั่งการศึกษาประวัติศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์มีแบบจำลองที่เอาไว้อธิบายสิ่งต่างๆในเอกภพร่วมกันที่เรียกว่า"แบบจำลองมาตรฐาน" แบบจำลองนี้ประสบความสำเร็จในการตอบคำถามสิ่งต่างๆในเอกภพมากว่า 20 ปีแล้ว แต่จิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญคือการพิสูจน์ให้ได้ว่า นิวตริโนมีมวล และล่าสุด การค้นพบครั้งนี้ที่ว่านิวตริโนมีมวลก็ได้ช่วยให้แบบจำลองมาตรฐานเข้าใกล้สู่ความสมบูรณ์แบบมากขึ้น และจะทำให้เราเข้าไปสู่ความเข้าใจทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพได้ในอนาคต

รางวัลโนเบลในปีนี้จึงตกเป็นของการศึกษาโลกที่ซ่อนอยู่ของนิวตริโน โดยนิวตริโนเป็นอนุภาคที่มีจำนวนมากที่สุดเป็นอันดับสองในเอกภพรองจากโฟตอนหรืออนุภาคของแสง และปัจจุบันโลกก็กำลังถูกระดมยิงด้วยนิวตริโน

นิวตริโนหลายตัวถูกสร้างขึ้นจากอันตรกิริยาระหว่างรังสีคอสมิกกับชั้นบรรยากาศของโลก และอีกหลายตัวก็เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์ ในขณะที่คุณกำลังอ่านบทความนี้อยู่นั้น นิวตริโนหลายพันล้านตัวกำลังโถมกระหน่ำผ่านร่างกายคุณอยู่ในเวลาเพียงแค่ 1 วินาที แทบจะไม่มีอะไรที่จะหยุดยั้งนิวตริโนได้ เป็นอนุภาคที่เป็นพื้นฐานที่สุดตัวหนึ่งในธรรมชาติ

ปัจจุบัน การทดลองเกี่ยวกับนิวตริโนยังคงมีต่อไปทั่วโลกเพื่อจับและศึกษาคุณสมบัติของนิวตริโนต่อไป การค้นพบครั้งต่อไปน่าจะช่วยเปลี่ยนความเข้าใจประวัติศาสตร์ โครงสร้าง รวมถึงดวงชะตาในอนาคตของเอกภพ

ประวัติ ศาสตราจารย์ ดร.ทาคาอากิ คาจิตะ: เกิดเมื่อปี 1959 ที่ฮิกาชิมัตสึยามา ประเทศญี่ปุ่น จบการศึกษาระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่นในปี 1986 ปัจจุบันดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการศูนย์วิจัยรังสีคอสมิก และศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น

www.icrr.u-tokyo.ac.jp/about/greeting_eng.html

ประวัติ ศาสตราจารย์กิตติคุณ ดร.อาเธอร์ บี. แม็คโดนัลด์: เกิดเมื่อปี 1943 ที่ซิดนีย์ ประเทศแคนาดา จบการศึกษาระดับปริญญาเอกจากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกาในปี 1969 ปัจจุบันดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์กิตติคุณที่มหาวิทยาลัยควีน ที่คิงส์ตัน แคนาดา

www.queensu.ca/physics/arthur-mcdonald

อ้างอิง: Nobel Foundation. "Nobel Prize in Physics for 2015: Discovery of neutrino oscillations, showing that neutrinos have mass." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 October 2015. <www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151006083633.htm>.