เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ ตรวจพบนิวตริโนที่กระจัดกระจายออกจากนิวเคลียส ของอะตอม กระบวนการนี้ซึ่งคาดการณ์ไว้เมื่อกว่าสี่ทศวรรษที่แล้ว เป็นวิธีการใหม่ในการทดสอบฟิสิกส์พื้นฐาน นอกจากนี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุลักษณะของนิวตริโนได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นอนุภาคที่ไม่พอดีซึ่งมีมวลขนาดเล็กและมีปฏิสัมพันธ์กับสสารที่อ่อนแรงจนสามารถแล่นไปทั่วทั้งโลกได้อย่างง่ายดาย
Janet Conrad นักฟิสิกส์จาก MIT ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการ วิจัย กล่าวว่า
การตรวจพบซึ่งรายงานออนไลน์เมื่อวันที่ 3 สิงหาคมว่า “มีผลกระทบอย่างมากจริงๆ” มันเติมชิ้นส่วนที่หายไปของแบบจำลองมาตรฐานซึ่งเป็นทฤษฎีที่อธิบายว่าอนุภาคทำงานอย่างไร: แบบจำลองคาดการณ์ว่านิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กับนิวเคลียส Conrad กล่าวว่าการค้นพบนี้ “เปิดพื้นที่การวัดใหม่ทั้งหมด” เพื่อทดสอบการคาดการณ์ของแบบจำลองมาตรฐานเพิ่มเติม
นักวิทยาศาสตร์มักจะมองเห็นนิวตริโนเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตอนหรือนิวตรอนตัวเดียว แต่การศึกษาใหม่นี้วัดการกระเจิงที่ “สอดคล้อง” ซึ่งนิวตริโนพลังงานต่ำมีปฏิสัมพันธ์กับนิวเคลียสของอะตอมทั้งหมดในคราวเดียว สะท้อนออกไปและทำให้นิวเคลียสหดตัวเล็กน้อยเพื่อตอบสนองต่อ
นักฟิสิกส์ Kate Scholberg จาก Duke University โฆษกของการทำงานร่วมกัน – ชื่อ COHERENT กล่าวว่า
“มันน่าตื่นเต้นที่ได้วัดเป็นครั้งแรก” ซึ่งเป็นผู้ค้นพบใหม่
ในอดีต นักล่านิวตริโนได้สร้างเครื่องตรวจจับขนาดมหึมาเพื่อเพิ่มโอกาสในการมองเห็นอนุภาค ซึ่งเป็นความจำเป็นเพราะอนุภาคที่อยู่ห่างไกลจะมีปฏิสัมพันธ์กันน้อยมาก แม้ว่าจะพบได้ยาก แต่การกระเจิงของนิวตริโนที่ต่อเนื่องกันเกิดขึ้นบ่อยกว่าปฏิกิริยาโต้ตอบของนิวตริโนชนิด
ที่ตรวจพบก่อนหน้านี้ นั่นหมายความว่าเครื่องตรวจจับอาจมีขนาดเล็กลงและยังคงจับการโต้ตอบได้มากพอที่จะตรวจจับกระบวนการ เครื่องตรวจจับของ COHERENT ซึ่งเป็นผลึกของซีเซียมและไอโอดีน มีน้ำหนักเพียง 15 กิโลกรัมเท่านั้น “มันเป็นเครื่องตรวจจับนิวตริโนแบบใช้มือถือเครื่องแรก คุณสามารถพกติดตัวไปได้” นักฟิสิกส์ Juan Collar แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าว
Collar, Scholberg และเพื่อนร่วมงานได้ติดตั้งเครื่องตรวจจับที่ Spallation Neutron Source ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ในรัฐเทนเนสซี สิ่งอำนวยความสะดวกสร้างการระเบิดของนิวตรอนและเป็นผลพลอยได้ ผลิตนิวตริโนด้วยพลังงานที่เครื่องตรวจจับของ COHERENT สามารถตรวจพบได้ เมื่อนิวเคลียสในผลึกหดตัวเนื่องจากนิวตริโนกระเจิง แสงวาบปรากฏขึ้นและถูกจับโดยเซ็นเซอร์แสง สัญญาณของนิวเคลียสที่หดตัวนั้นบอบบางอย่างไม่น่าเชื่อ เช่น การตรวจจับการเคลื่อนไหวของลูกโบว์ลิ่งเมื่อโดนลูกปิงปอง ซึ่งเป็นเหตุให้ไม่สามารถตรวจจับเอฟเฟกต์ได้จนถึงตอนนี้
ปริมาณการกระเจิงที่นักวิจัยเห็นว่าสอดคล้องกับแบบจำลองมาตรฐาน นักฟิสิกส์ Leo Stodolsky จากสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์ในมิวนิกกล่าวว่าการทดสอบดังกล่าวยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว “เรารอคอยที่จะศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเพื่อดูว่าถูกต้องตามความคาดหวังหรือไม่” นักฟิสิกส์หวังว่าจะพบสถานที่ที่แบบจำลองมาตรฐานพังทลายลง ซึ่งสามารถเปิดเผยความลับใหม่ของจักรวาลได้ การทดสอบที่แม่นยำยิ่งขึ้นอาจเปิดเผยความแตกต่างได้ เขากล่าว “นั่นจะเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่ง”
การวัดการกระเจิงของนิวทริโนที่สอดคล้องกันสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในดาวระเบิดหรือซุปเปอร์โนวา ซึ่งปล่อยนิวตริโนจำนวนมากออกมา ( SN: 02/18/17, p. 24 ) กระบวนการนี้สามารถใช้เพื่อตรวจจับซุปเปอร์โนวาได้เช่นกัน ถ้าซุปเปอร์โนวาระเบิดในบริเวณใกล้เคียง นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจพบนิวตริโนของมันที่กระเจิงออกจากนิวเคลียสในเครื่องตรวจจับ
การกระเจิงที่คล้ายคลึงกันอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบสสารมืด ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดมวลที่มองไม่เห็นซึ่งแผ่ซ่านไปทั่วจักรวาล อนุภาคสสารมืดสามารถกระจัดกระจายนิวเคลียสของอะตอมได้เช่นเดียวกับที่นิวตริโนทำ ทำให้เกิดการหดตัว การศึกษาระบุว่าการหดตัวดังกล่าวสามารถตรวจพบได้ ซึ่งเป็นข่าวดีเนื่องจากการทดลองสสารมืดหลายครั้งกำลังพยายามวัดการหดตัวของนิวเคลียส ( SN: 11/12/16, p. 14 ) แต่ก็ยังชี้ให้เห็นถึงปัญหาที่กำลังจะเกิดขึ้น: เมื่อเครื่องตรวจจับสสารมืดมีความละเอียดอ่อนมากขึ้น นิวตริโนที่กระเด็นออกจากนิวเคลียสจะทำให้สัญญาณของสสารมืดล้นออกมา
เครื่องตรวจจับการกระเจิงของนิวทริโนที่สอดคล้องกันอาจนำไปสู่การใช้งานจริงเช่นกัน: เครื่องตรวจจับนิวตริโนขนาดเล็กสามารถตรวจจับนิวตริโนที่ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ในที่สุดเพื่อติดตามความพยายามในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์เป็นต้น
นักฟิสิกส์ Daniel Freedman แห่ง MIT ซึ่งทำนายในปี 1974 ว่านิวตริโนจะกระจัดกระจายออกจากนิวเคลียส ยินดีที่คำทำนายของเขาได้รับการยืนยันในที่สุด “มันเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น”
credit : dublinscumbags.com duloxetinecymbalta-online.com eighteenofivesd.com fivefingeronline.com fivefingersshoesvibram.com
