‘จีน’ แข่งศึกษา ‘อนุภาคผี’ ปูทางมหาอำนาจ ไขความลับจักรวาล

นับเป็นครั้งแรกที่หน่วยงานด้านวิทยาศาสตร์ของจีนได้ออกมาเปิดเผยข้อมูลว่า หอสังเกตการณ์ นิวทริโนใต้พิภพเจียงเหมิน (JUNO) ซึ่งมีมูลค่าการก่อสร้าง 2.7 พันล้านหยวน ได้รายงานผลการศึกษาครั้งแรก ตั้งแต่เริ่มดำเนินการในเดือนสิงหาคม เมื่อวันที่ 19 พฤศจิกายนที่ผ่านมา

JUNO ตั้งอยู่ในมณฑลกวางตุ้ง ทางตอนใต้ของประเทศจีน เป็นอาคารโถงทรงกลมขนาดยักษ์ที่อยู่ใต้ดินลึก 700 เมตร และล้อมรอบด้วยเครื่องตรวจจับแสงมากกว่า 40,000 เครื่อง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับ "นิวทริโน" ซึ่งยากจะตรวจจับคลื่นนี้ได้ ซึ่งเรียกกันว่า "อนุภาคผี" (ghost particle)

อนุภาคมูลฐาน เป็นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุดของสสาร “นิวทริโน” ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กกว่าอะตอม ยังคงเป็นเรื่องที่เข้าใจได้ยาก แม้ว่า อนุภาคผีก็คือ พลังงานจะมีอยู่ทั่วไป แต่นิวทริโนนับล้านล้านหน่วย ก็ได้เคลื่อนผ่านร่างกายมนุษย์ทุก ๆ วินาทีโดยที่เราไม่รู้ตัว

การศึกษาเรื่องเหล่านี้ อาจไขปริศนาจักรวาลที่ลึกล้ำที่สุดทางฟิสิกส์ เรื่องนี้ไม่มีเพียงแต่จีนเท่านั้น มหาอำนาจอย่างสหรัฐ และภูมิภาคใหญ่ๆ อย่างสหภาพยุโรป ได้ลงทุนหลายล้านดอลลาร์ในการทดลองขนาดใหญ่นี้เช่นกัน โดยได้แข่งดึงบุคลากรทางวิทยาศาสตร์ชั้นนำที่มีความสามารถไปร่วมกับกลุ่ม และยังได้ลงทุนด้านเทคโนโลยีล้ำสมัยมหาศาล

ศาสตราจารย์เหวิน เหลียงเจี้ยน ผู้ประสานงานฝ่ายฟิสิกส์ของ JUNO กล่าวว่า ชุดข้อมูลแรกของรายงานพบ ค่าพารามิเตอร์แสดงถึงการเคลื่อนตัวของนิวทริโนจากดวงอาทิตย์ เป็นชุดตัวเลขที่อธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงของนิวทริโนที่เดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลก ซึ่งถูกวัดค่าด้วยความแม่นยำสูงกว่าการทดลองก่อนหน้านี้ 

การออกมาเปิดเผยครั้งนี้ ไม่ได้บอกรายละเอียดของค่าการศึกษาแต่อย่างใด 

“เราประสบความสำเร็จ ในการวัดค่าแม่นยำได้ภายในเวลาเพียงสองเดือนหลังการดำเนินงาน แสดงให้เห็นว่า JUNO ทำงานได้ตรงตามที่ออกแบบไว้” ดร. หวัง อี้ฟาง ผู้อำนวยการ JUNO กล่าวถึงความร่วมมือระหว่างประเทศที่นำโดยจีน และข้อมูลที่รวบรวมได้จะถูกแบ่งปันระหว่างสถาบันที่เข้าร่วม

มหาอำนาจ ตั้งศูนย์วิจัยอนุภาคผี

JUNO เป็นหนึ่งในศูนย์วิจัยระดับไฮเอนด์ไม่กี่แห่งของโลกที่มีความล้ำหน้าในด้านการตรวจจับและศึกษานิวทริโน นอกจากนี้ ยังมีศูนย์ปฏิบัติการอื่นๆ ได้แก่ ศูนย์ฯ Deep Underground Neutrino Experiment: DUNE ในสหรัฐ และศูนย์ฯ Hyper-Kamiokande ของญี่ปุ่น ซึ่งทั้งสองศูนย์ยังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง

โครงการนี้ เป็นส่วนหนึ่งเป้าหมายระยะยาวของจีน ในการก้าวขึ้นเป็นมหาอำนาจด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งการศึกษานิวทริโนเป็นรูปแบบหนึ่งของการวิจัยขั้นพื้นฐาน ซึ่งยังไม่มีการประยุกต์ใช้ในทันที แต่เป็นกุญแจสำคัญสู่ความก้าวหน้าในอนาคต

ผู้นำจีนมองว่า การส่งเสริมการวิจัยขั้นพื้นฐานนี้ จะเป็นทางออกปัญหา “คอขวด” ทางเทคโนโลยี หรือการพึ่งพาเทคโนโลยีสำคัญจากต่างประเทศ หากดูตัวเลขงบประมาณด้านการวิจัยขั้นพื้นฐานของประเทศจีน ได้พุ่งสูงเป็นประวัติการณ์ถึง 250,000 ล้านหยวนในปี 2567

เจนนิเฟอร์ โทมัส ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน กล่าวถึง JUNO ว่าเป็นศูนย์ปฏิบัติการ “ชั้นนำของโลก” และเจนนิเฟอร์ได้ตั้งข้อสังเกตว่า ศูนย์ฯ DUNE ของสหรัฐ และศูนย์ Hyper-Kamiokande  ของญี่ปุ่นยังคงต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะเปิดใช้งาน โดยศูนย์ทั้งสองแห่ง มีกำหนดเริ่มปฏิบัติการประมาณปี 2028

เปิดอาณาจักร JUNO

ศาสตราจารย์ เจ. เปโดร โอชัว-ริคูซ์ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เออร์ไวน์ กล่าวว่า ศูนย์ปฏิบัติการของสหรัฐและญี่ปุ่นไม่จำเป็นต้องแข่งขันกับ JUNO

“ถึงแม้จะมีบางส่วนที่ทับซ้อนกัน แต่ DUNE และ Hyper-Kamiokande กำลังมองหาคำถามที่แตกต่างจาก JUNO โดยการทดลองทั้ง 3 แห่งนี้มีความสอดคล้องกันอย่างมาก” ศ.โอชัว-ริคูซ์ กล่าวกับสเตรทไทมส์

ทั้งนี้ ศาสตราจารย์โอชัว-ริคูซ์  เป็นหนึ่งในนักวิจัยมากกว่า 700 คนจาก 17 ประเทศและภูมิภาคที่เกี่ยวข้องกับโครงการ JUNO รวมถึงศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติของฝรั่งเศส ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป

อาคารทรงกลมอะคริลิก ซึ่งภายใน JUNO บรรจุด้วยของเหลว 20,000 ตัน ซึ่งจะเปล่งแสงวาบเมื่อนิวทริโน ชนกับอะตอมในนั้น จากนั้นเครื่องตรวจจับแสงหลายพันเครื่องรอบทรงกลมจะบันทึกและวัดการระเบิดของแสงดังกล่าว

เครื่องตรวจจับนี้ สามารถวัดนิวทริโนที่มาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 2 แห่ง ได้แก่ หยางเจียงและไท่ซาน ซึ่งอยู่ห่างออกไป 53 กิโลเมตร หินแกรนิตเป็นพื้นผิวของทรงกลมนี้ถูกฝังอยู่ใต้ดิน ช่วยปกป้องมันจากรังสีคอสมิกจากอวกาศ ซึ่งอาจรบกวนการวัดได้

ศาสตราจารย์โอ ชู เฮียบ จากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ กล่าวว่า ความรู้อันล้ำค่าที่ประเทศต่างๆ สามารถได้รับ เมื่อมหาอำนาจทุ่มทุนเป็นเจ้าของงานวิจัย และดำเนินการทดลองที่ล้ำสมัย

“สำหรับชั้นแนวหน้าของการวิจัยนี้ ยังมีเทคนิคและเทคโนโลยีใหม่ๆ เข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในอนาคต” ศาสตราจารย์เฮียบกล่าว

อ้างอิง Inquirer