ในทุกวินาที มีนิวทริโนกว่าร้อยล้านล้านอนุภาคพุ่งทะลุร่างกายเราไปโดยเราไม่รู้สึกตัว ตรวจวัดแทบไม่ได้ นี่คือที่มาของชื่อ “อนุภาคผี” หรือ Ghost partical นั่นเอง

นิวทริโนเป็นอนุภาคมูลฐานที่เป็นไม่มีประจุ จึงเป็นกลางทางไฟฟ้า มีค่าสปินเป็น ½ เป็น อนุภาคมูลฐานในกลุ่มเลปตอน (สีเขียวในตารางด้านล่าง) กลุ่มเดียวกับ อนุภาค อิเล็กตรอน  อนุภาค มิวออน และ อนุภาคเทา

นิวทริโนเป็นเลปตอน กลุ่มเดียวกับอิเล็กตรอน มิวออน และเท แบ่งเป็น 3 เฟลเวอร์ (flavour) หรือ 3 ชนิดได้แก่ อิเล็กตรอนนิวทริโน (Ve) มิวออนนิวทริโน (Vμ) และเทานิวทริโน (VT) คือ 3 ช่องสีเขียวล่างซ้าย แต่ละเฟลเวอร์มีคู่ปฏิปักษ์ (ปฏิยานุภาค) ของมันเรียกว่า “ปฏินิวทริโน” คือ 3 ช่องสีเขียวล่างขวา

อนุภาคในกลุ่มเลปตอน จะไม่ถูกกระทบโดยอันตรกิริยาอย่างเข้มที่จะกระทำต่อทุกอนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสของอะตอม และอนุภาคผีอย่างนิวทริโนนั้นไม่เหมือนอิเล็คตรอน เนื่องจากมันเป็นกลางทางไฟฟ้า จึงไม่ถูกรบกวนโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย แรงพื้นฐานที่เหลือ 2 ใน 4 แรงที่จะส่งผลต่อนิวทริโนจึงเหลือเพียงแรงอันตรกิริยาอย่างอ่อนและแรงโน้มถ่วงเท่านั้น แต่แรงอันตรกิริยาอย่างอ่อนแรงโน้มถ่วงส่งผลสั้นมาก แรงโน้มถ่วงก็อ่อนสุดขั้วในระยะทางระดับอนุภาค ดังนั้นนิวทริโนจึงสามารถพุ่งทะลุสสารทั่วไปได้โดยง่าย ไม่ถูกขวางกั้นและไม่สามารถตรวจจับได้

เครื่องมือตรวจจับอนุภาคนิวทริโน Super-Kamiokande ที่จังหวัดกิฟุของญี่ปุ่น

ระหว่างที่นิวทริโนพุ่งทะลุสิ่งต่างๆ มันจะเกิดการสั่นหรือ oscillate จนสามารถเปลี่ยนสถานะไปมาระหว่าง 3 เฟลเวอร์ที่มีอยู่ จุดนี้เองที่ล่าสุดทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจากสหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส และบราซิล ประกาศว่าสามารถตรวจหาค่าของมวลที่เป็นไปได้ในระดับสูงสุดของอนุภาคนิวทริโนชนิดที่เบาที่สุดได้แล้ว โดยคำนวนพบว่า มวลนิวทริโนนั้นมีขนาดน้อยมาก พูดง่ายๆว่ามันเบากว่าอิเล็กตรอนถึงอย่างน้อย 6 ล้านเท่า !

ทีมผู้วิจัยใช้วิธีประมวลผลโดยรวบรวมข้อมูลจาก Big data เกี่ยวกับอนุภาคมูลฐานและเอกภพแล้วนำมาสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เพื่อให้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Grace ของ UCL คำนวณหาค่าของมวล ทีมงานพบว่าในจุดที่มวลน้อยที่สุดนั้น ค่าของมวลปรากฏเท่ากับ 0.086 อิเล็กตรอนโวลต์ หรือ 1.5 × 10 ¯³⁷ กิโลกรัมเท่านั้น

อนุภาคนิวทริโนเป็นอนุภาคเพียงชนิดเดียวที่รู้จักในขณะนี้ที่มีความเป็นไปได้ว่าจะเป็นสสารมืดที่เรากำลังค้นหาอยู่ซึ่งรับผิดชอบต่อมวลส่วนที่หายไปของเอกภพที่เรายังไม่อาจตรวจพบได้ และยังส่งผลให้จักรวาลขยายตัวในอัตราเร่ง

ผลการศึกษาตีพิม์เผยแพร่ในวารสาร Physical Review Letters [กดอ่าน]

เรียบเรียงโดย @MrVop