การสลายตัวของโปรตอน ปริศนาลึกลับที่นักฟิสิกส์ยังไม่มีคำตอบ

ในความพยายามจะสร้าง ทฤษฎีของสรรพสิ่ง (Theory of Everything , ToE) โดยการสังเคราะห์ทฤษฎีของอันตรกิริยาทั้งสี่รูปแบบ (โน้มถ่วง ไฟฟ้า นิวเคลียร์อย่างอ่อนและนิวเคลียร์อย่างรุนแรง) ให้เป็นทฤษฎีหนึ่งเดียว นักฟิสิกส์หลายคนคิดว่าโลกจำเป็นต้องได้เห็นหลักฐานที่แสดงว่า อนุภาคโปรตอนซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งของนิวเคลียสต้องสลายตัวได้ แต่ตราบถึงวันนี้ก็ยังไม่มีใครเคยเห็นการสลายตัวของโปรตอนไปเป็นอนุภาคอื่นๆ เลย ทั้งๆ ที่ทีมนักวิจัยหลายชาติได้จับตาดู โดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับเหตุการณ์ที่รอคอยเป็นเวลานานเพียงใด ก็ไม่เห็น

ความล้มเหลวที่จะได้เห็นเหตุการณ์ดังกล่าวนี้ ทำให้นักฟิสิกส์บางคนคิดว่า เหล่านักทดลองได้มองหาเหตุการณ์ที่จะเกิดผิดที่ หรืออุปกรณ์ตรวจจับอนุภาคไม่ว่องไวมากพอ และก็มีหลายคนที่คิดไกลไปว่า ความฝันของ Albert Einstein ที่จะมี ToE นั้น เป็นเรื่องเพ้อฝัน คือ เป็นไปไม่ได้เลย

นักฟิสิกส์คนแรกที่ได้เสนอความคิดว่า โปรตอนเป็นอนุภาคที่ไม่เสถียร คือ Ernst Stückelberg ซึ่งได้คิดถึงเรื่องนี้มาตั้งแต่ปี 1938 แต่ไม่มีใครให้ความสนใจ เพราะทุกคนคิดว่า ถ้าโปรตอนสลายตัวได้ อะตอมต่าง ๆ ก็จะไม่เสถียร และนั่นก็หมายถึงการดับสลายของสรรพสิ่งในเอกภพ แม้ว่ายังไม่มีใครเคยเห็นเหตุการณ์โปรตอนสลายตัว แต่ความพยายามจะสร้างทฤษฎีของสรรพสิ่งที่สมบูรณ์ก็ยังไม่หยุด

ในปี 1967 Sheldon Glashow , Steven Weinberg และ Abdus Salam ได้ทำให้ ToE บรรลุความสำเร็จไปครึ่งหนึ่ง เมื่อคนทั้งสามสามารถสร้างทฤษฎี electroweak ได้ โดยการสังเคราะห์ทฤษฎีอันตรกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้ากับทฤษฎีอันตรกิริยาอย่างอ่อนที่มีบทบาทมากในการใช้อธิบายปรากฏการณ์กัมมันตรังสีให้เป็นหนึ่งเดียวได้ ทำให้ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายได้ว่า เหตุใดประจุตรงกันข้ามจึงดึงดูดกัน และประจุชนิดเดียวกันจึงผลักกัน รวมถึงสามารถอธิบายได้ว่า เหตุใดอนุภาคนิวตรอนจึงสลายตัวให้โปรตอน อิเล็กตรอน และอนุภาค antielectron neutrino

พัฒนาการของ ToE ในลำดับต่อไป คือ การนำทฤษฎี electroweak ไปสังเคราะห์ให้เป็นหนึ่งเดียวกับทฤษฎีอันตรกิริยารุนแรง (strong interaction) ที่ใช้อธิบายเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นภายในนิวเคลียสของอะตอม ให้เป็นทฤษฎีใหม่ที่รู้จักในนาม Grand Unified Theory หรือ GUT ซึ่งถ้าทำได้ก็จะนับเป็นความสำเร็จที่มากถึง 75% ของการสร้างทฤษฎี ToE เพราะ GUT สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับอันตรกิริยา 3 รูปแบบได้ จากทั้งหมดที่มี 4 รูปแบบ


บุคคลแรก ๆ ที่ได้ทำงานเรื่อง GUT คือ Abdus Salam กับ Jogesh Pati แห่ง Imperial College ที่มหาวิทยาลัย London ในประเทศอังกฤษ โดยคนทั้งสองได้แสดงให้เห็นว่า อันตรกิริยา ทั้ง strong และ electroweak มีสมบัติหนึ่งที่เรียกว่า สมมาตรซูเปอร์ หรือ supersymmetry ระหว่างอนุภาค lepton กับ quark ซึ่งเป็นองค์ประกอบย่อยของโปรตอนและนิวตรอน ในขณะที่เอกภพมีอนุภาค lepton 6 ชนิด (electron , muon , tau , electron neutrino , muon neutrino และ tau neutrino) และอนุภาค quark ก็มี 6 ชนิดเช่นกัน (up , down , strange , charm , bottom และ top) สมบัติซูเปอร์สมมาตรนี้ จะทำให้ quark และ electron สามารถเปลี่ยนไปมากันได้ ซึ่งหมายความว่า ในที่สุดสรรพสิ่งในเอกภพจะไม่มีอะไรที่จีรังยั่งยืน แม้แต่ diamond ในนวนิยายเรื่อง James Bond ก็จะไม่ forever อีกต่อไป

คำทำนายของ Salam กับ Pati เช่นนี้จึงแทบไม่มีใครเชื่อ แล้วการไม่เชื่อนี้ก็เป็นจริงตามที่ทั้งสองคนคาด เพราะงานวิจัยที่คนทั้งสองส่งไปลงพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters ซึ่งเป็นวารสารระดับสุดยอดของวงการฟิสิกส์ ได้ถูกผู้ทรงคุณวุฒิปฏิเสธไม่รับลงพิมพ์ เพราะมีความเห็นว่าสิ่งที่นำเสนอเป็นทฤษฎีที่เหลวไหล
Salam (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1979) จึงหยิบโทรศัพท์มาโทรตรงถึงบรรณาธิการวารสาร เพื่อขอให้พิจารณาใหม่ ผลปรากฏว่า บรรณาธิการยินยอม งานวิจัยจึงได้ปรากฏในปี 1973 จากนั้นนักฟิสิกส์ทฤษฎีอีกหลายคน เช่น S. Glashow กับ H. Giorgi จากมหาวิทยาลัย Harvard ก็สนใจทำงาน เรื่อง GUT บ้าง แล้วทุกคนก็ได้ข้อสรุปในทำนองเดียวกันว่าถ้า GUT เป็นจริง โปรตอนจะต้องสลายตัว คือ มีอายุขัยที่จำกัดประมาณ 10^29 ปี จึงนับว่านานกว่าอายุของเอกภพ (10^10 ปี) เสียอีก เวลาที่นานมากเช่นนี้ จึงตอบคำถามบางส่วนได้ว่า เหตุใดจึงไม่มีใครเคยเห็นโปรตอนสลายตัว คำถามที่ตามมา คือ แล้วใครจะเป็นคนพิสูจน์ได้ว่าคำทำนายในประเด็นนี้เป็นจริง

ที่สถาบัน Super-Kamiokande ณ เมือง Hida ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งมีอุปกรณ์ตรวจจับอนุภาค neutrino ที่ทำงานว่องไวดีที่สุดในโลก ตัวอุปกรณ์ติดตั้งอยู่ใต้ดินในเหมืองที่ระดับลึก 1 กิโลเมตร เพราะทฤษฎี GUT ได้ทำนายว่า เวลา proton สลายตัว จะมีอนุภาค pion และ positron เกิดขึ้น ซึ่ง pion เป็นอนุภาคที่ไม่มีประจุ และ positron มีประจุบวก จากนั้น pion ก็จะสลายตัวให้รังสี gamma ที่ photomultiplier สามารถเห็นได้ ส่วนอนุภาคอื่น ๆ เวลาเคลื่อนที่ไปในน้ำมวล 50,000 ตัน ที่บริสุทธิ์มาก (ultrapure water) ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสงในน้ำนั้น ก็จะปล่อยรังสี Cerenkov ออกมา ซึ่งรังสีที่เกิดจากการสลายตัวของ proton นี้ จะพุ่งเข้าหาอุปกรณ์รับแสง (photomultiplier) จำนวน 11,000 เครื่อง ที่ติดตั้งอยู่รอบตัวถังน้ำที่สูง 41 เมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 39 เมตร เป็นสัญญาณไฟฟ้าให้บันทึกได้


บุคคลแรก ๆ ที่ได้ทำงานเรื่อง GUT คือ Abdus Salam กับ Jogesh Pati แห่ง Imperial College ที่มหาวิทยาลัย London ในประเทศอังกฤษ โดยคนทั้งสองได้แสดงให้เห็นว่า อันตรกิริยา ทั้ง strong และ electroweak มีสมบัติหนึ่งที่เรียกว่า สมมาตรซูเปอร์ หรือ supersymmetry ระหว่างอนุภาค lepton กับ quark ซึ่งเป็นองค์ประกอบย่อยของโปรตอนและนิวตรอน ในขณะที่เอกภพมีอนุภาค lepton 6 ชนิด (electron , muon , tau , electron neutrino , muon neutrino และ tau neutrino) และอนุภาค quark ก็มี 6 ชนิดเช่นกัน (up , down , strange , charm , bottom และ top) สมบัติซูเปอร์สมมาตรนี้ จะทำให้ quark และ electron สามารถเปลี่ยนไปมากันได้ ซึ่งหมายความว่า ในที่สุดสรรพสิ่งในเอกภพจะไม่มีอะไรที่จีรังยั่งยืน แม้แต่ diamond ในนวนิยายเรื่อง James Bond ก็จะไม่ forever อีกต่อไป

คำทำนายของ Salam กับ Pati เช่นนี้จึงแทบไม่มีใครเชื่อ แล้วการไม่เชื่อนี้ก็เป็นจริงตามที่ทั้งสองคนคาด เพราะงานวิจัยที่คนทั้งสองส่งไปลงพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters ซึ่งเป็นวารสารระดับสุดยอดของวงการฟิสิกส์ ได้ถูกผู้ทรงคุณวุฒิปฏิเสธไม่รับลงพิมพ์ เพราะมีความเห็นว่าสิ่งที่นำเสนอเป็นทฤษฎีที่เหลวไหล
Salam (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1979) จึงหยิบโทรศัพท์มาโทรตรงถึงบรรณาธิการวารสาร เพื่อขอให้พิจารณาใหม่ ผลปรากฏว่า บรรณาธิการยินยอม งานวิจัยจึงได้ปรากฏในปี 1973 จากนั้นนักฟิสิกส์ทฤษฎีอีกหลายคน เช่น S. Glashow กับ H. Giorgi จากมหาวิทยาลัย Harvard ก็สนใจทำงาน เรื่อง GUT บ้าง แล้วทุกคนก็ได้ข้อสรุปในทำนองเดียวกันว่าถ้า GUT เป็นจริง โปรตอนจะต้องสลายตัว คือ มีอายุขัยที่จำกัดประมาณ 10^29 ปี จึงนับว่านานกว่าอายุของเอกภพ (10^10 ปี) เสียอีก เวลาที่นานมากเช่นนี้ จึงตอบคำถามบางส่วนได้ว่า เหตุใดจึงไม่มีใครเคยเห็นโปรตอนสลายตัว คำถามที่ตามมา คือ แล้วใครจะเป็นคนพิสูจน์ได้ว่าคำทำนายในประเด็นนี้เป็นจริง

ที่สถาบัน Super-Kamiokande ณ เมือง Hida ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งมีอุปกรณ์ตรวจจับอนุภาค neutrino ที่ทำงานว่องไวดีที่สุดในโลก ตัวอุปกรณ์ติดตั้งอยู่ใต้ดินในเหมืองที่ระดับลึก 1 กิโลเมตร เพราะทฤษฎี GUT ได้ทำนายว่า เวลา proton สลายตัว จะมีอนุภาค pion และ positron เกิดขึ้น ซึ่ง pion เป็นอนุภาคที่ไม่มีประจุ และ positron มีประจุบวก จากนั้น pion ก็จะสลายตัวให้รังสี gamma ที่ photomultiplier สามารถเห็นได้ ส่วนอนุภาคอื่น ๆ เวลาเคลื่อนที่ไปในน้ำมวล 50,000 ตัน ที่บริสุทธิ์มาก (ultrapure water) ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วแสงในน้ำนั้น ก็จะปล่อยรังสี Cerenkov ออกมา ซึ่งรังสีที่เกิดจากการสลายตัวของ proton นี้ จะพุ่งเข้าหาอุปกรณ์รับแสง (photomultiplier) จำนวน 11,000 เครื่อง ที่ติดตั้งอยู่รอบตัวถังน้ำที่สูง 41 เมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 39 เมตร เป็นสัญญาณไฟฟ้าให้บันทึกได้


สำหรับที่ห้องปฏิบัติการ GLACIER (Giant Liquid Argon Charge Imaging ExpeRiment) ณ เมือง Sieroszewice ในประเทศโปแลนด์ ก็มีโครงการ Laguna (Large Apparatus studying Grand Unification and Neutrino Astrophysics) ให้นักฟิสิกส์สามารถเห็นเหตุการณ์โปรตอนสลายตัวได้เช่นกัน ตัวอุปกรณ์เป็นภาชนะทรงกระบอกสูง 20 เมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 70 เมตร ภายในถังมีอาร์กอนเหลวที่หนัก 100,000 ตัน ที่อุณหภูมิ -188 องศาเซลเซียสบรรจุอยู่เต็ม เวลา proton อนุภาคหนึ่งในนิวเคลียสของธาตุ argon สลายตัว มันจะปล่อยรังสี UV (ultraviolet) และ Cerenkov ออกมาให้อุปกรณ์รับแสง photomultiplier จำนวน 1,000 ที่ติดตั้งอยู่รอบถังสามารถตรวจจับได้

กระนั้นทั้งสองทีมวิจัยก็ยังไม่เห็นเหตุการณ์โปรตอนสลายตัว การไม่เห็น ทำให้นักฟิสิกส์ทฤษฎีบางคนกังวล และคิดไปว่าถ้าเครื่องเร่งอนุภาค LHC (Large Hadron Collider) ซึ่งอยู่ที่ CERN ยังไม่ได้ทำให้เกิดอนุภาค selectron , squark ฯลฯ ในอนาคตอันใกล้นี้ ก็คงไม่มีใครสนใจเรื่องโปรตอนสลายตัวอีก แต่นักฟิสิกส์บางคนก็ยังเชื่อมั่นใน ทฤษฎี GUT และคิดว่าการที่ไม่มีใครเห็นการสลายตัวของโปรตอน เพราะอุปกรณ์ทดลองยังไม่ว่องไวมากพอในการตรวจจับสัญญาณ ดังนั้น นักการทดลองจะต้องสร้างอุปกรณ์ตรวจจับให้มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย

ในส่วนของทฤษฎีที่ทำนายว่า โปรตอนสามารถสลายตัวได้นั้น นักฟิสิกส์ทุกคนตระหนักดีว่า กระบวนการสลายตัวตามธรรมชาติ มักเกิดขึ้นแบบสุ่ม คือ ไม่มีใครรู้ว่าโปรตอนอนุภาคใดจะสลายตัวเมื่อไร เปรียบเสมือนการทอดลูกเต๋า คือ ในการโยนลูกเต๋าหนึ่งลูก เราจะเห็นแต้ม 6 เกิดขึ้นประมาณ 1 ครั้ง จากการทอดทั้งหมด 6 ครั้ง ดังนั้นถ้าจะเห็นหน้า 6 เกิดขึ้นหลายครั้ง เราก็ต้องทอดลูกเต๋าหลายลูก นั่นคือ ต้องใช้ argon เหลวและน้ำบริสุทธิ์ในปริมาณมาก เพราะน้ำ 1 ตันมีโปรตอนประมาณ 10^30 อนุภาค และโปรตอน 1 อนุภาคมีโอกาส 1 ใน 10^30 ที่จะสลายตัวภายในเวลา 1 ปี ดังนั้น โปรตอน 10^30 อนุภาค ก็จะมีโอกาสสลายตัวประมาณ 1 ครั้งภายในเวลา 1 ปี

ทว่าการเห็นแสง Cerenkov ปรากฏในถังทดลอง นั่นอาจจะมิได้เกิดจากการสลายตัวของ proton แต่อาจจะมาจากรังสีคอสมิกในอวกาศที่ได้ทะลุผ่านบรรยากาศโลกมาก็ได้ ดังนั้นห้องปฏิบัติการเรื่องนี้จึงต้องอยู่ลึกใต้ดิน เพื่อกลั่นกรองอนุภาคต่าง ๆ ที่มาจากรังสีคอสมิกออกไปให้หมด ก่อนจะทะลุถึงถังทดลอง เช่น ที่เหมืองเกลือ Morton ที่อยู่ลึก 600 เมตร ใต้ทะเลสาบ Erie ในรัฐ Ohio ซึ่งมีโครงการการทดลอง Irvine-Michigan-Brookhaven (IMB) ถังทดลองที่นั่นมีน้ำบริสุทธิ์ 7,000 ตัน และมี photomultiplier 2,000 ตัว เพื่อช่วยในการตรวจรับรังสี Cerenkov


แต่ตราบถึงวันนี้ ห้องทดลองต่าง ๆ ทั่วโลกก็ยังไม่ตรวจพบการสลายตัวของโปรตอนเลย คำอธิบายสำหรับการไม่เห็นเหตุการณ์ คือ นักทดลองจะต้องคอยนานมากขึ้น เพราะเวลาของการสลายตัวที่ทฤษฎีทำนายไว้นั้นสั้นเกินไป หรือเป็นไปได้ว่าอนุภาคโปรตอนได้สลายไปเป็นอนุภาคอื่นที่นักฟิสิกส์อาจไม่รู้จัก จึงทำให้ตรวจจับไม่ได้ ดังนั้น ถ้าจะมีทฤษฎีใหม่ ที่สามารถคำนวณเวลาการสลายตัวได้แม่นยำขึ้น ทฤษฎีใหม่ก็ควรบอกว่า โปรตอนจะสลายตัวให้อนุภาคอะไร แล้วนักทดลองก็จะเห็นเหตุการณ์การสลายตัวของโปรตอนได้ทันที ในปี 2014 นักฟิสิกส์ทดลองที่ Super-Kamiokande ได้รายงานว่า อายุขัยของโปรตอนมีค่าอย่างน้อย 5.9x10^33 ปี

ในปี 2019 ห้องปฏิบัติการ Hyper-Kamiokande ของญี่ปุ่น ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่า Super-Kamiokande ถึง 10 เท่า ได้รายงานผลว่า อายุของโปรตอนมีค่ามากกว่า 1.67x10^34 ปี ในขณะที่ห้องปฏิบัติการ LHC ที่ CERN กำลังเดินเครื่องเพื่อค้นหาหลักฐานว่าหลักการ supersymmetry เป็นจริง นักฟิสิกส์ทฤษฎีหลายคนก็กำลังทำใจว่า ถ้าทฤษฎีฟิสิกส์ไม่มีหลักการ supersymmetry นั่นก็หมายความว่า นักฟิสิกส์ต้องหาทฤษฎีใหม่ เพื่อใช้อธิบายว่าเหตุใด โปรตอนจึงสามารถมีชีวิตอยู่ได้อย่างนิจนิรันดร์

นอกจากประเด็นอายุแล้ว นักฟิสิกส์ยังมีความต้องการจะรู้สมบัติด้านอื่น ๆ ของโปรตอนอย่างละเอียดด้วย เช่น ขนาด (หรือรัศมี) มวล โมเมนต์แม่เหล็ก และธรรมชาติขององค์ประกอบต่าง ๆ ที่เป็นโครงสร้างของโปรตอนด้วย ในกรณีรัศมีของโปรตอนนั้น ข้อมูลการทดลองได้แสดงให้เห็นว่า โปรตอนมีรัศมีสั้นมาก คือ ประมาณ 1 fermi ( fermi หรือ fm คือ ระยะทาง 10^(-15) เมตร) ดังนั้น รัศมีของโปรตอนจึงสั้นกว่ารัศมีของอะตอมไฮโดรเจน ประมาณ 60,000 เท่า ตัวเลขนี้แสดงว่า ถ้าโปรตอนมีรัศมี 1 เมตร อะตอมไฮโดรเจนจะมีรัศมียาวประมาณ 60 กิโลเมตร


โดยไนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคนิค 2 รูปแบบ ในการวัดรัศมีของโปรตอน คือ โดยการกระเจิงอิเล็กตรอน (electron scattering) และเทคนิค atomic spectroscopy ที่ใช้ muonic atom คือ อะตอมที่มี proton อยู่ที่นิวเคลียส และมีอนุภาค muon ที่หนักกว่าอิเล็กตรอนราว 200 เท่า โคจรอยู่โดยรอบ ผลการวัดรัศมีในปี 2010 แสดงว่า โปรตอนมีรัศมียาวประมาณ 0.84087 fm เพราะอิเล็กตรอน (หรือ muon) ที่อยู่ในสถานะควอนตัมแตกต่างกัน จะมีอันตรกิริยาไฟฟ้ากับ quark ที่มีอยู่ในโปรตอนแตกต่างกัน และพลังงานที่แตกต่างกันนี้ มีค่าขึ้นกับรัศมีของโปรตอน ดังนั้นการศึกษาความยาวคลื่นของแสงที่ออกมา โดยการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน (หรือ muon) ก็จะทำให้เรารู้ขนาดของโปรตอนได้ ข้อมูลที่ได้ในปี 2017 แสดงว่า ถ้าเรายิงอิเล็กตรอนไปปะทะเป้า ซึ่งเป็นโปรตอน จะพบว่าโปรตอนมีรัศมี 0.751 fm แต่ถ้าศึกษาแสงที่ออกมาจากการเปลี่ยนระดับพลังงานใน muonic atom จะได้รัศมีของโปรตอนมีค่าเท่ากับ 0.84087 fm และถ้าศึกษาอะตอมที่มีนิวเคลียส ซึ่งประกอบด้วย proton กับ neutron อย่างละหนึ่งอนุภาคและมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่โดยรอบ ก็จะพบว่าโปรตอนมีรัศมียาว 0.8356 fm ซึ่งค่าของรัศมีที่แตกต่างกันเหล่านี้ แสดงให้เห็นว่า รัศมีของโปรตอนขึ้นกับเทคนิคที่ใช้วัด

เพราะเหตุว่ามวลของอนุภาคมูลฐาน เช่น อิเล็กตรอนและโปรตอน มีความสำคัญในการใช้ตรวจสอบความถูกต้องของทฤษฎี QED (Quantum Electrodynamics) ดังนั้นในปี 2017 Sven Sturm จากสถาบัน Max Planck Institute for Psycholinguistics กับคณะ จึงได้วัดมวลของโปรตอนกับมวลของอะตอมคาร์บอน-12 โดยการเปรียบเทียบความถี่ cyclotron ของอนุภาคทั้งสอง และพบว่าความถี่ ซึ่งขึ้นกับประจุและมวลของอนุภาค ทำให้รู้ว่าโปรตอนมีมวล 1.007276466583 a.m.u (atomic mass unit) การรู้มวลของ proton อย่างละเอียดนี้ จะช่วยให้นักทฤษฎีมีความมั่นใจในการใช้ทฤษฎี Standard Model อย่างมั่นใจ ผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ใน Physical Review Letters ฉบับที่ 119 หน้า 033001 ปี 2017

ด้าน Georg Schneider จากมหาวิทยาลัย Johannes Gutenberg ที่เมือง Mainz ในประเทศเยอรมนี ได้ร่วมมือกับนักวิจัยญี่ปุ่นที่ RIKEN Ulmer Fundamental Symmetries Laboratory วัดโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนด้วย และพบว่ามีค่า 2.79284734462 nuclear magnetons ซึ่งก็สอดคล้องกับค่า -2.7928473441 nuclear magnetons ของอนุภาค antiproton ที่นักทดลองที่ CERN เคยวัดได้ แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้ามตามทฤษฎี Standard Model ทุกประการ นั่นหมายความว่า ทุกการทดลองที่ได้ทำไปจนถึงทุกวันนี้ ก็ยังไม่พบความแตกต่างใด ๆ ระหว่าง proton กับ antiproton ซึ่งเป็นอนุภาคกับปฏิยานุภาคกัน นอกจากการมีประจุที่ตรงกันข้ามกันเพียงเรื่องเดียว

รายงานผลการทดลองนี้ได้รับการเผยแพร่ในวารสาร Science ฉบับวันที่ 27 พฤศจิกายน ปี 2017 (Science 358 (6366) : 1081-1084 ; doi : 10.1126 / Science.aan 0207.

อ่านเพิ่มเติมจาก “Probing the Proton” โดย Adrian Cho ในวารสาร Science ฉบับวันที่ 28 มกราคม ปี 2015 ฉบับที่ 347 หน้า 363


สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์