คณะกรรมการรางวัลโนเบลมอบรางวัลโนเบลฟิสิกส์แก่ 2 นักวิจัยผู้ค้นพบการแกว่งของอนุภาคนิวทริโน ซึ่งพิสูจน์ว่านิวทริโนมีมวล
โกรัง ฮานสัน (Göran K. Hansson) เลขาธิการราชบัณฑิตสภาด้านวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน ประกาศมอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2015 เมื่อเวลา 16.45 น. วันที่ 6 ต.ค.2015 ณ สภาด้านวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (Swedish Academy of Sciences) สต็อกโฮล์ม สวีเดน ให้แก่ ทาคาอาชิ คาจิตะ (Takaaki Kajita) จากมหาวิทยาลัยโตเกียว ญี่ปุ่น และ อาร์เธอร์ บี แมคโดนัลด์ (Arthur B. McDonald) จากมหาวิทยาลัยควีนส์ แคนาดา “สำหรับการค้นพบการแกว่งของนิวทริโน ซึ่งแสดงให้เห็นว่านิวทริโนมีมวล”
รายงานจากเอเอฟพีระบุถึงคำแถลงของคณะกรรมการรางวัลโนเบลว่า การค้นพบของผู้ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปีล่าสุดนี้ ได้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการทำงานระดับลึกสุดของสสาร และพิสูจน์ได้อย่างชัดเจนถึงมุมมองของเราต่อเอกภพ และการค้นพบนี้ได้ขยับใกล้ “แบบจำลองมาตรฐาน” (Standard Model) ซึ่งเป็นแบบจำลองเชิงทฤษฎีของอนุภาคมูลฐานและแรงพื้นฐาน
นิวทริโน (Neutrino) เป็นอนุภาคเป็นกลางที่บางเบา เกิดขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์อย่างเช่นกระบวนการที่ทำให้เกิดแสงอาทิตย์ ซึ่งนิวทริโนถือว่าเป็นอนุภาคที่มีอยู่มากที่สุดในเอกภพชนิดหนึ่ง เป็นรองเพียงอนุภาคแสงที่เรียกว่า “โฟตอน” (photon) โดยการมีอยู่ของนิวทริโนถูกเสนออย่างคร่าวๆ เมื่อปี 1930 และได้รับการพิสูจน์เมื่อช่วงทศวรรษ 1950 เมื่อเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เริ่มผลิตลำอนุภาค
ในทางทฤษฎีก่อนหน้านั้นเสนอว่านิวทริโนไม่มีมวล แต่การทดลองที่ต่างคนต่างทำโดยทีมของคาจิตะในญี่ปุ่นและแมคโดนัลด์ในแคนาดาได้พิสูจน์ให้เห็นว่าไม่ใช่อย่างนั้น พวกเขาพบว่านิวทริโนจำนวนมากที่ระเบิดออกมาจากดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นนิวทริโนชนิดอิเล็กตรอนนั้น “สั่น” ก่อนกลายเป็นอนุภาคใกล้เคียงที่เรียกว่า “มิวออนนิวทริโน” (muon-neutrino) และ “เทานิวทริโน” (tau-neutrino)
นับแต่ปีทศวรรษ 1960 นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ประมาณจำนวนของนิวทริโนที่สร้างจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ทำให้ดวงอาทิตย์ส่องสว่าง แต่ค่าประมาณดังกล่าวขัดแย้งกับปริมาณที่วัดได้บนโลก ความผิดปกติจึงเกิดขึ้น โดยนิวทริโนจากดวงอาทิตย์มากกว่า 2 ใน 3 หายไป และไม่มีใครทราบว่าหายไปไหน
ภาพอธิบายการศึกษานิวทริโนจากดวงอาทิตย์ของ 2 ผู้ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปีล่าสุด (AFP PHOTO / JONATHAN NACKSTRAND)
กระทั่งในปี 1998 จากการทำงานด้วยเครื่องตรวจวัดอนุภาคซูเปอร์-คามิโอกันเด (Super-Kamiokande detector) ซึ่งเป็นแท็งก์น้ำบริสุทธิ์หนัก 50,000 ตัน สร้างขึ้นใต้เหมืองสังกะสีเก่าที่อยู่ภาคกลางญี่ปุ่น คาจิตะพบว่านิวทริโนน่าจะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติระหว่างทางจากดวงอาทิตย์มายังโลก
ขณะที่เมื่อปี 1999 ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดยแมคโดนัลด์จากหอสังเกตการณ์นิวทริโนซุดเบอรี (Sudbury Neutrino Observatory) ซึ่งสร้างอยู่ลึกลงไปใต้ดินในเหมืองนิเกิลเก่าที่ออนทาริโอ แคนาดา ก็ศึกษานิวทริโนที่มาจากดวงอาทิตย์เช่นกัน ในปี 2001 กลุ่มของเขาได้พิสูจนว่านิวทริโนนั้นมีพฤติกรรมเหมือนกิ้งก่าคาเมเลียน
ภายใต้กฎของควอนตัมฟิสิกส์นั้นการอธิบายการเปลี่ยนแปลงที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตพบ จะเกิดขึ้นได้เมื่อนิวทริโนมีมวลเท่านั้น
“คุณบันทึกความสำเร็จของกลศาสตร์ควอนตัวอีกเรื่องได้เลย เพราะว่าหากไม่มีทฤษำนี้เราก็ไม่สามารถอธิบายถึงผลการทดลองที่นำมาสู่รางวัลนี้ได้” เอเอฟพีระบุความเห็นของ โรเบิร์ต บราวน์ (Robert Brown) ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์อเมริกัน (American Institute of Physics) ส่วนคณะกรรมการโนเบลกล่าวว่า ผลงานของทั้งสองท้าทายฟิสิกส์ทฤษฎี
“ผลการทดลองได้เผยให้เห็นจุดบกพร่องแรกของแบบจำลองมาตรฐาน มันแสดงให้เห็นชัดว่าแบบจำลองมาตรฐานไม่อาจเป็นทฤษฎีที่สมบูรณ์ขององค์ประกอบพื้นฐานของกลไกเอกภพ คาดว่าการค้นพบใหม่เกี่ยวกับความลับลึกสุดนั้นจะเปลี่ยนความเข้าใจในตอนนี้ของเราเกี่ยวกับอดีต โครงสร้างและชะตากรรมในอนาคตของเอกภพ” คณะกรรมการโนเบลระบุ
ทั้งนี้ มีการศึกษาวิจัยอย่างเข้มพ้นเพื่อที่จะเข้าใจเกี่ยวกับอนุภาคที่มีอยู่หลากหลายนี้ให้มากขึ้น ส่วนคาจิตะและแมคโดนัลด์จะแบ่งรางวัลโนเบลมูลค่า 8 ล้านโครนหรือเกือบ 35 ล้านบาทคนละเท่าๆ กัน
“โชคดีที่ผมมีคณะทำงานจำนวนมากที่จะร่วมแบ่งปันรางวัลนี้กับผม” แมคโดนัลด์ในวัย 72 ปีบอกแก่ทางมูลนิธิรางวัลโนเบล และบอกด้วยว่าการได้รับรางวัลนี้เป็นประสบการณ์ที่น่าเกรงขาม ไม่จำเป็นต้องพูดอะไร พร้อมทั้งชวนให้นึกถึงช่วงเวลา “ยูเรกา” ที่เขาได้ค้นพบผลงานที่นำมาสู่รางวัลนี้ โดยปัจจุบันเขาศาสตราจารย์เกษียณของมหาวิทยาลัยควีนส์
ขณะที่คาจิตะในวัย 56 ปี บอกว่าเป็นเรื่องน่าประหลาดใจสำหรับเขาที่ได้รับรางวัล และยังเป็นเรื่องเหลือเชื่อ และเมื่อถูกถามว่าเคยคาดหวังว่าจะได้รับรางวัลโนเบลหรือไม่ เขาก็ยอมรับว่าเคยฝันเล่น แต่ไม่ได้ตั้งความหวังจริงจัง ตอนนี้เขาเป็นผู้อำนวยการของสถาบันวิจัยคอสมิคเรย์ (Institute for Cosmic Ray Research) และเป็นศาสตร์จารย์ประจำมหาวิทยาลัยโตเกียว
สำหรับคาจิตะนั้นเป็นพลเมืองญี่ปุ่น เกิดเมื่อปี 1959 ในเมืองไฮกาชิมะซึยามา ได้รับปริญญาดูษฏีบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยโตเกียวเมื่อปี 1986 ปัจจุบันเป็นผู้อำนวยการของสถาบันวิจัยคอสมิคเรย์ และเป็นศาสตร์จารย์ประจำมหาวิทยาลัยโตเกียว ส่วนแมคโดนัลด์เป็นพลเมืองแคนาดา เกิดเมื่อปี 1943 ในซิดนีย์ แคนาดา ได้รับปริญญาดุษฏีบัณฑิตเมื่อปี 1969 จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในพาซาเดนา สหรัฐฯ ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์เกษียณของมหาวิทยาลัยควีนส์ในคิงส์ตัน แคนาดา
เอเอฟพีรายงานด้วยว่ารางวัลโนเบลฟิสิกส์ปีนี้ต่อเนื่องจากรางวัลเมื่อปี 2002 ที่มอบให้แก่ เรย์มอนด์ เดวิส (Raymond Davis) จากสหรัฐฯ และ มาซาโตชิ โคชิบะ (Masatoshi Koshiba) จากญี่ปุ่น ผู้บุกเบิกศาสตร์ในการศึกษานิวทริโนในอวกาศ ส่วนรางวัลโนเบลยังผลรางวัลสาขาเคมีที่ประกาศในวันที่ 7 ต.ค. และต่อด้วยรางวัลสาขาวรรณกรรมซึ่งจะประกาศในวันที่ 8 ต.ค. ส่วนรางวัลโนเบลสันติภาพที่คนส่วนใหญ่รู้จักจะประกาศในวันที่ 9 ต.ค. และปิดท้ายด้วยรางวัลโนเบลสาขาเศรษฐศาสตร์ที่จะประกาศในวันที่ 12 ต.ค.
ผู้ได้รับรางวัลทั้งหมดจะเข้ารับพระราชทานรางวัลในวันที่ 10 ธ.ค.ที่กรุงสตอกโฮล์ม สวีเดน ซึ่งตรงกับวันเสียชีวิตเมื่อปี 1896 ของ อัลเฟร็ด โนเบล ผู้ก่อตั้งรางวัลโนเบล
