ในวรรณกรรม "ไตรภูมิพระร่วง" ของไทย ใต้โลกเป็นดินแดนของนรกภูมิ และใต้บาดาลเป็นแหล่งอาศัยของพญาอนันตนาคราช กับปลาอานนท์ที่หนุนโลก ครั้นเวลาปลาขยับตัว แผ่นดินจะไหว และภัยพิบัติจะเกิด
วรรณกรรมตะวันตกก็มีการกล่าวถึงความลึกลับของสิ่งต่างๆ ที่แฝงอยู่ใต้โลกเช่นกัน ในปี 1864 Jules Verne (1828-1905) ได้แต่งนวนิยายจินตนาการเชิงวิทยาศาสตร์เรื่อง “A Journey to the Center of the Earth” ซึ่งมีเนื้อหาว่า ศาสตราจารย์ Otto Lidenbrock ชาวเยอรมัน เมื่อได้อ่านจารึกของนักสำรวจในคริสต์ศตวรรษที่ 16 ซึ่งได้เขียนบรรยายไว้ว่า เขาสามารถเดินทางถึงใจกลางของโลกได้ โดยใช้เส้นทางลงทางปากปล่องภูเขาไฟ Lidenbrock จึงตัดสินใจนำคณะสำรวจเดินทางลง โดยผ่านปล่องภูเขาไฟ Snæfellsjökull ที่ดับแล้ว และภูเขาไฟลูกนี้อยู่ใน Iceland
จิตวิญญาณของนักผจญภัย ผนวกกับความอยากรู้อยากเห็นของการเป็นนักวิทยาศาสตร์ได้ทำให้ Lidenbrock กับทีมได้เห็นมหาสมุทรใต้โลก เห็นป่า และเห็นสัตว์ดึกดำบรรพ์ ตลอดจนเห็นภูเขาไฟที่กำลังระเบิด ซึ่งได้พ่นพายุลาวาและพายุควันนำนักผจญภัยทะลุผ่านเส้นทางใต้ดิน ออกทางปากปล่องของภูเขาไฟ Stromboli ในอิตาลี ที่ตั้งอยู่ห่างจาก Iceland ประมาณ 3,500 กิโลเมตร
การผสมผสานความรู้ทางธรณีวิทยากับความตื่นเต้นในการผจญภัย ได้เป็นแรงดลใจให้เกิดการเดินทางครั้งนั้น แต่ในที่สุดบรรดานักเดินทางทุกคนก็ประจักษ์ว่า แม้ความใฝ่รู้ใฝ่เห็นของมนุษย์จะมีมากสักปานใด ก็ไม่สามารถจะเอาชนะความรุนแรงของธรรมชาติใต้พิภพได้
อีก 64 ปีต่อมา Sir Arthur Conan Doyle (1859-1930) นักประพันธ์ชาวอังกฤษเจ้าของวรรณกรรมชุดนักสืบชื่อ Sherlock Holmes ได้เรียบเรียงนวนิยายเรื่อง “When the World Screamed” (เมื่อโลกกรีดร้อง) ซึ่งมีเนื้อหาว่า ศาสตราจารย์สติเฟื่อง George Challenger ได้มีความคิดว่า มนุษย์เป็นเพียงสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ตามผิวโลกเท่านั้น แต่ไม่ได้มีความรู้ใด ๆ เกี่ยวกับธรรมชาติที่อยู่ใต้โลกเลย ทั้ง ๆ ที่โลกก็มี “ชีวิต” เพราะมีการเปลี่ยนแปลงและวิวัฒนาการ Challenger จึงสร้างยานขุดเจาะโลก เพื่อลงไปดูสภาพแวดล้อมเบื้องล่าง แต่ขุดลงไปได้ลึกประมาณ 8 กิโลเมตร (รัศมีของโลก 6,350 กิโลเมตร) ก็พบว่า โลกมีปฏิกิริยาตอบสนอง (เหมือนคนไข้ที่ถูกแพทย์ใช้เข็มฉีดยา จนรู้สึกเจ็บและส่งเสียงร้อง) คือ ได้เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวอย่างรุนแรง ทำให้เหล่านักผจญภัยทั้งหลายต้องพากันหนีตายอย่างจ้าละหวั่น
แต่ Challenger กลับรู้สึกยินดีมาก เพราะตระหนักได้ว่า สมมติฐานของเขาที่ว่า โลกเป็นสิ่งมีชีวิตนั้น เป็นเรื่องจริง
ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่ได้เกิดขึ้นภายในช่วงเวลา 200 ปีที่ผ่านมานี้ ทำให้เรารู้ธรรมชาติภายในของดวงอาทิตย์ดียิ่งกว่าธรรมชาติใต้โลกของเราเองมาก แต่ในเวลาเดียวกันเราก็ยังมีปริศนาเกี่ยวกับโลกที่ลึกลับอีกมากมายที่เรายังไม่มีคำตอบ เช่น โครงสร้างที่แบ่งเป็นชั้น ๆ ของโลก (แก่นกลาง เนื้อโลก และเปลือกโลก) แต่ละชั้นมีความหนาเพียงใด กลไกใดที่ทำให้สนามแม่เหล็กโลกกลับทิศ คลื่นแผ่นดินไหวสามารถให้รายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างใต้โลกได้อย่างไร อะไรทำให้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ (ทฤษฎีแผ่นธรณีภาค plate tectonics มีสูตรพยากรณ์หรือไม่) แหล่งธาตุกัมมันตรังสี เช่น uranium (U-238), thorium (Th-232) และ potassium (K-40) ที่เวลาสลายตัว จะปลดปล่อยพลังงานความร้อนออกมา จนทำให้อุณหภูมิของแผ่นดินและหินใต้โลกร้อนขึ้นนั้น ตั้งอยู่ ณ ตำแหน่งใดในโลกบ้าง และแหล่งแร่เหล่านั้นมีอยู่ในปริมาณมากหรือน้อยเพียงใด พลังงานความร้อนใต้พิภพที่โลกมีนี้ สามารถนำมาใช้ให้เป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติได้อย่างไร เหตุการณ์แผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิดจะเป็นเรื่องที่นักธรณีวิทยาสามารถทำนายได้อย่างแม่นยำหรือไม่ ทั้งในประเด็นเวลา สถานที่ และความเสียหาย ตลอดจนถึงคำถามว่ามนุษย์จะล่วงรู้เหตุการณ์การถือกำเนิดของเทือกเขาและการแยกตัวของเปลืองทวีปว่าจะเกิดขึ้นเมื่อไร ฯลฯ เหล่านี้ คือ ตัวอย่างของคำถามที่นักวิทยาศาสตร์สามารถให้คำตอบเพียงบางส่วนได้ โดยใช้อนุภาคนิวทริโน (neutrino) ซึ่งเป็นอนุภาคลึกลับที่มีแหล่งกำเนิดจากธาตุกัมมันตรังสีที่อยู่ใต้ดิน และจากดาวฤกษ์ เช่น ดวงอาทิตย์และดาว supernova ที่อยู่ในอวกาศอันไกลโพ้น
ในอดีตเมื่อ 120 ปีก่อนนี้ นักฟิสิกส์รู้จักอนุภาคเพียง 3 ชนิดเท่านั้นเอง คือ electron ที่ J. J. Thomson (1856–1940) พบเมื่อปี 1897 อนุภาค proton ที่ Ernest Rutherford (1871–1937) พบเมื่อปี 1919 และอนุภาค photon ที่ Albert Einstein (1879–1955) สันนิษฐานว่ามีเมื่อปี 1905
ในการสลายตัวของนิวเคลียสกัมมันตรังสีที่มีการปล่อยรังสีแอลฟานั้น Rutherford ได้พบว่า มันคือนิวเคลียสของธาตุ helium ที่ประกอบด้วยอนุภาค proton และ neutron อย่างละสองอนุภาค ส่วนอนุภาคบีตาก็คือ electron ที่ออกมาจากนิวเคลียส เวลา neutron เปลี่ยนเป็น proton
สำหรับกรณีนิวเคลียส เวลาสลายตัวให้นิวเคลียสใหม่กับอนุภาคบีตานั้น Lise Meitner (1878-1968) ได้พบในปี 1911 ว่า พลังงานทั้งหมดและโมเมนตัมทั้งหมดของอนุภาคที่เกี่ยวข้อง ก่อนการสลายตัวและหลังการสลายตัว มีค่าไม่เท่ากัน
นั่นคือ กฎทรงพลังงานและกฎทรงโมเมนตัมไม่สามารถนำมาใช้อธิบายเหตุการณ์นี้ได้ วิกฤตการณ์นี้ได้ทำให้ Niels Bohr (1885-1962) กล่าวปรารภว่า กฎทั้งสองคงไม่เป็นจริง ในอะตอม คือ นำมาใช้อธิบายเหตุการณ์ในอะตอมไม่ได้
แต่ Wolfgang Pauli (1900-1958) กลับไม่เห็นด้วย เขาจึงเสนอทางออกของปัญหาในปี 1930 ว่า มีอนุภาคชนิดหนึ่งได้เกิดขึ้นในเหตุการณ์การสลายตัวของนิวเคลียสด้วย และอนุภาคใหม่นี้ ไม่มีประจุ (คือ เป็นกลาง) มีมวลน้อยมาก อีกทั้งมีอันตรกิริยากับอนุภาคอื่นน้อยด้วย จึงทำให้สังเกตเห็นได้ยาก อนุภาคตัวนี้นี่เอง ที่เป็นสาเหตุในการทำให้กฎทรงพลังงานและโมเมนตัมใช้ไม่ได้ Pauli เรียก อนุภาคนี้ในเบื้องต้นว่า neutron
แต่เมื่อมีการพบอนุภาค neutron ตัวจริง ในปี 1932 โดย James Chadwick (1891-1974) เหตุการณ์ชื่อซ้ำนี้ ทำให้ E. Fermi (1901-1954) ต้องตั้งชื่อใหม่ของอนุภาคที่ไม่มีประจุและมีมวลน้อยอนุภาคนั้นว่า neutrino (ซึ่งแปลว่า อนุภาคเป็นกลางที่มีมวลน้อย) พร้อมกันนั้น Fermi ก็ได้เสนอทฤษฎีรังสีบีตาด้วยว่า เวลาอนุภาคนิวตรอนกลายสภาพ ปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้จะให้อนุภาคโปรตอนกับอิเล็กตรอน และแอนตินิวทริโน ดังสมการ
อีก 26 ปีต่อมา คือ ในปี 1956 Clyde Lorrain Cowan (1919-1974) กับ Frederick Reines (1918-1998) ได้ศึกษาอนุภาคนิวทริโนจำนวนมากที่ทะลักออกมาจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ตั้งอยู่ใกล้แม่น้ำ Savannah ใน South Carolina สหรัฐอเมริกา โดยใช้สารดักจับ cadmium chloride (CdCl2) และพบอนุภาค antielectron neutrino จริง ๆ ดังสมการ inverse beta decay (IBD)
นี่จึงเป็นการยืนยันว่า antielectron neutrino มีจริง ตามสมมติฐานของ Pauli
ในปี 1995 Reines ได้รับครึ่งหนึ่งของรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพบอนุภาค antineutrino ซึ่งเป็นอนุภาคที่ไม่มีประจุเหมือน neutrino และมีสมบัติ quantum อื่น เช่น spin, lepton number ที่ไม่เหมือน แต่ Cowan ไม่ได้รับ เพราะเขาได้เสียชีวิตไปก่อนนั้นแล้ว
สถานภาพทางความรู้เกี่ยวกับ neutrino ในปี 1962 จึงเป็นดังนี้ คือ มีทั้งหมด 3 ชนิด (flavor) อันได้แก่ electron neutrino, muon neutrino และ tau neutrino ที่มีมวลแตกต่างกัน และสามารถเปลี่ยนแปลงไปมากันได้ ณ วันนี้ ความพยามจะวัดมวลของ neutrino ทั้ง 3 ชนิดให้แม่นยำ ก็ยังดำเนินอยู่ และปรากฏการณ์ neutrino
สำหรับประเด็นแหล่งกำเนิดของ neutrino นั้น นักฟิสิกส์ได้พบว่านอกจากจะได้จากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแล้ว ก็ยังได้จากดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ เช่น supernova และดาวนิวตรอนเป็นแหล่งกำเนิดของ neutrino ที่สำคัญได้เช่นกัน
ส่วน neutrino ที่ได้จากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (อันได้แก่ U-238, Th-232 และ K-40 นั้น) ก็สามารถให้ neutrino ในปริมาณมากได้ แต่การที่ต้นกำเนิดอยู่ใต้ดิน เราจึงเรียก neutrino ที่มาจากใต้ดินว่า geoneutrino หรือธรณีนิวทริโน
และสำหรับ neutrino ที่มาจากอวกาศนั้น เป็น cosmic neutrino ที่ช่วยในการเปิดเผยความลึกลับของธรรมชาติบนดาวฤกษ์ในอวกาศ ดังนั้นอุปกรณ์ตรวจจับ neutrino จากอวกาศ จึงทำหน้าที่เสมือนเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ neutrino ต่างแสงดาวในการศึกษาดาว และวิทยาการสาขานี้จึงมีชื่อเรียกว่า neutrino astronomy เพราะมีกล้องโทรทรรศน์ neutrino เป็นอุปกรณ์หลัก
ด้านกรรมกรที่ทำงานในเหมืองก็ได้รู้มาเป็นเวลานานแล้วว่า เวลาพวกเขาลงไปในอุโมงค์ลึก ยิ่งลงไปลึกเพียงใด อุณหภูมิใต้ดิน ณ ที่นั้นก็จะยิ่งสูง คือ เพิ่มขึ้นตลอดเวลาประมาณ 3 องศาเซลเซียส ในทุกระยะลึก 100 เมตร และที่ระยะลึก 1 กิโลเมตรนั้น อุณหภูมิของหินที่ระดับนั้นอาจจะเพิ่มถึง 30 องศาเซลเซียส (อุณหภูมิที่เพิ่มนี้ อาจมีค่าเปลี่ยนแปลงได้ตามสถานที่ ขึ้นกับธรรมชาติของหิน และการเลื่อนตัวของแผ่นดิน)
ในการที่โลกใต้ดินมีอุณหภูมิสูงเช่นนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายได้ว่า เพราะโลกได้ถือกำเนิดจากการหลอมรวมของบรรดาดาวเคราะห์น้อย-ใหญ่ อุกกาบาตขนาดต่าง ๆ และดาวหางจำนวนมาก ฯลฯ ที่ได้พุ่งมาชนกัน เมื่อ 4,550 ล้านปีก่อน และพลังงานจลน์ พลังงานความร้อนของบรรดาดาวเหล่านั้นก็ยังหลงเหลืออยู่ให้เราสามารถวัดได้จนทุกวันนี้ (ความร้อนนั้นจึงมีชื่อว่า primordial heat)
ดังนั้นเมื่อ Lord Kelvin (1824-1907) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ผู้พบกฎข้อที่สองของวิชาความร้อน ได้ใช้กฎการเย็นตัวของ Newton ที่แถลงว่า อัตราการเย็นตัวของโลก จะแปรผันโดยตรงกับความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของโลกกับอุณหภูมิของอวกาศ เขาก็ได้พบว่าโลกมีอายุประมาณ 100 ล้านปี เท่านั้นเอง
ตัวเลขอายุที่น้อยมากเช่นนี้ ได้ขัดแย้งกับความรู้ทางชีววิทยาเรื่องเวลาในการวิวัฒนาการของ Charles Robert Darwin (1809-1882) ที่แถลงว่า โลกมีอายุอย่างน้อย 1,000 ล้านปี ด้านนักธรณีวิทยาเอง ก็ไม่เชื่อในตัวเลข 100 ล้านปีของ Kelvin เช่นกัน
ดังนั้นความขัดแย้งทางสติปัญญาระหว่างนักฟิสิกส์กับนักชีววิทยาจึงเกิดขึ้น และเมื่อไม่มีใครมีคำตอบ จึงไม่มีใครได้ครุ่นคิดเรื่องนี้ต่อ
จนกระทั่ง Antoine Henri Becquerel (1852-1908) ได้พบปรากฏการณ์กัมมันตรังสี และนักฟิสิกส์ในเวลาต่อมาได้ตรวจพบว่า ในดินและหินที่ผิวโลกทุก 1 กิโลกรัม จะมีแร่ radium 10^(-13) กิโลกรัม และเมื่อใต้ดินมีแร่กัมมันตรังสีหลายชนิด เช่น uranium-238, thorium-232 และ potassium-40 ซึ่งเวลาสลายตัว จะมีการปลดปล่อยความร้อนออกมาด้วย และถ้าแร่มีมาก ความร้อนที่เกิดขึ้นก็จะมากด้วย
การรู้ธรรมชาติทุกขั้นตอนของการสลายตัวของ U-238 จนได้ตะกั่ว Pb-206 และการรู้ครึ่งชีวิตของ U-238 และของธาตุต่าง ๆ ได้ทำให้เรารู้อายุของโลกโดยประมาณว่ามีค่า 4,550 ล้านปี
นอกจากนี้เราก็ยังรู้อีกว่า ความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีนี้ คือ แหล่งความร้อนใต้พิภพที่โลกมีและจะไหลสู่ผิวโลกในอัตรา 47x10^12 watt ซึ่งคิดเป็น 0.03% ของความร้อนที่โลกทั้งใบได้รับจากดวงอาทิตย์ ซึ่งมีค่า 173,000x10^12 watt
การคำนวณอย่างคร่าว ๆ ได้แสดงให้เห็นว่า ความร้อนที่เกิดจากการพุ่งชนและรวมตัวกันของดาวขนาดเล็กในการให้กำเนิดโลกมีค่าตั้งแต่ (12 ถึง 30)x10^12 watt และความร้อนจากธาตุกัมมันตรังสี (radioactive heat) มีค่าตั้งแต่ (15 ถึง 40)x10^12 watt ความร้อนจากทั้งสองแหล่ง จึงมีค่ามากพอ ๆ กัน และความไม่แน่นอนที่คำนวณได้เกิดจากการที่เรามีความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างภายในโลกไม่ดีนัก และเราไม่รู้ชัดว่าแหล่งกัมมันตรังสีใต้โลกอยู่ ณ ที่ใดบ้าง และมีในปริมาณมาก-น้อยเพียงใด
การมีแหล่งแร่กัมมันตรังสีใต้โลก จึงทำให้เรารู้ว่า โลกก็มีเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์อยู่ใต้โลก เช่นเดียวกับที่มีเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์
นอกจากความร้อนที่เตาปฏิกรณ์ปล่อยออกมาแล้ว การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์นี้ก็ยังให้กำเนิดอนุภาค neutrino ด้วย
เพราะ U-238 ซึ่งมีครึ่งชีวิต 4,470 ล้านปี ให้พลังงานความร้อน 95 microwatt/กิโลกรัม
Th-232 ที่มีครึ่งชีวิต 14,000 ล้านปี ให้พลังงานความร้อน 266 microwatt/กิโลกรัม
และ K-40 ที่มีครึ่งชีวิต 125,000 ปี ให้พลังงานความร้อน 30 microwatt/กิโลกรัม
ความจริง Aleksey Sokolov (1854–1928) นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย เป็นบุคคลแรกที่ได้คำนวณพลังงานความร้อนที่มีใต้โลก และพบว่ามีค่าประมาณ 3 เท่าของพลังงานไฟฟ้าที่โลกใช้ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20
โดยทั่วไปเวลาอนุภาคนิวตรอนเสรีเวลาสลายตัว ภายในเวลา 14 นาที จะได้ antielectron neutrino, electron และ proton ดังสมการ
ส่วนอนุภาค n ที่เกิดขึ้น เวลาพุ่งชนนิวเคลียสในอะตอมจะสูญเสียพลังงาน และให้รังสีแกมมาออกมาเช่นกัน ดังนั้นเวลามีอนุภาค antielectron neutrino เกิดขึ้น เราจะเห็นแสงแว๊บ (รังสีแกมมา) เกิดขึ้นสองครั้ง และนี่ก็คือวิธีการตรวจจับอนุภาค antielectron neutrino ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์พบว่า ได้มีอนุภาค neutrino เกิดขึ้นแล้ว และได้พุ่งผ่านโลกในจำนวน 10^6 อนุภาค/ตารางเมตร/วินาที อนุภาค neutrino นี้ จึงทำหน้าที่เป็น messenger ที่บอกให้เรารู้เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นใต้โลก รวมถึงให้เรารู้สถานที่เกิด และปริมาณของแร่กัมมันตรังสีที่มีอยู่ใต้โลกด้วย โดยการใช้อุปกรณ์ดักจับที่ตั้งอยู่มากมายในสถานที่ต่างๆ ทั่วโลก
ณ วันนี้ นักฟิสิกส์มีเทคโนโลยีตรวจจับอนุภาคธรณี neutrino หลายวิธีในห้องปฏิบัติการณ์ทั่วโลก เพราะเหตุว่า neutrino มีอันตรกิริยากับสสารต่าง ๆ ทุกชนิดน้อยมาก ดังนั้นมันสามารถจะเคลื่อนที่ผ่านโลกทั้งใบไปได้ โดยไม่มีปฏิกิริยากับอนุภาคใด ๆ เลย การตรวจจับธรณี neutrino จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่มโหฬารฝังลึกอยู่ใต้ดิน เพื่อให้ดินทำหน้าที่เป็นโล่กำบังอนุภาคชนิดอื่น ไม่ให้มาบุกรุกเข้ามาในห้องปฏิบัติการ
แม้จะได้สร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ดังกล่าวแล้ว และได้ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับในสถานที่ลึกใต้ดินแล้ว นักทดลองก็คิดว่าถ้าได้เห็นปฏิกิริยาระหว่าง neutrino กับสสารเกิดขึ้นประมาณปีละ 10 ครั้ง ก็นับว่าเป็นเรื่องที่โชคดีมาก
ห้องปฏิบัติการ neutrino ที่สำคัญๆ บนโลก ได้แก่
1. KamLAND จากคำเต็ม Kamioka Liquid-scintillation Antineutrino Detector ซึ่งตั้งอยู่ที่เหมือง Kamioka ณ จังหวัด Gifu ในญี่ปุ่น และอยู่ลึกใต้ดินประมาณ 1 กิโลเมตร อีกทั้งมีหลอด photomultiplier จำนวน 1,900 หลอด ติดตั้งเรียงรายอยู่รอบเครื่องรับที่มีของเหลวเป็นสารเคมี carbon tetrachloride (CCl4) หนัก 1,000 ตัน บรรจุอยู่ภายใน
ในปี 2005 อุปกรณ์ KamLAND สามารถตรวจจับอนุภาคธรณี neutrino ได้เป็นครั้งแรก
2. ห้องทดลอง Borexino ที่ Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) ที่อิตาลี โดยห้องทดลองนี้ตั้งอยู่ใต้เทือกเขา Apennine และใช้สารเคมีในการดักจับ neutrino โดยสารเคมีมีน้ำหนัก 280 ตัน นอกจากนี้ Borexino ก็ได้ถูกสร้างให้อยู่ห่างจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์อื่น ๆ ทั้งหลายในอิตาลี เพื่อให้สามารถศึกษาธรณี neutrino เพียงอย่างเดียว ได้อย่างถูกต้องที่สุด
3. ห้องปฏิบัติการ SNO+ , SNOLAB ที่เมือง Sudbury ในแคนาดา ซึ่งใช้ของเหลวที่หนัก 780 ตัน เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ neutrinoless double beta decay ซึ่งเป็นการสลายตัวให้รังสีบีตา โดยไม่ปล่อยอนุภาค neutrino ออกมาเลย จากนิวตรอน 2 อนุภาค ในเวลาเดียวกัน นี่เป็นเหตุการณ์ที่เกิดยากมาก เพราะ neutrino กับ antineutrino ได้กำจัดกันและกันไป และถ้าใครพบเห็นเหตุการณ์นี้เป็นคนแรก ทีมเขาก็อาจได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ จากการได้พบอนุภาค Majorana ที่มีทฤษฎีของอนุภาคเรียบร้อยแล้ว แต่ยังไม่มีหลักฐานยืนยัน
4. ห้องปฏิบัติการ JUNO Jiangmen Underground Neutrino Observatory ที่เมือง Jiangmen ในจีน อุปกรณ์นี้มีสารเคมีที่หนัก 20,000 ตัน เป็น detector จึงนับว่าใหญ่กว่า detector ของอุปกรณ์ KamLAND ของญี่ปุ่นถึง 20 เท่า และเป็นอุปกรณ์ตรวจจับ neutrino มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในปัจจุบัน เพื่อศึกษาการเปลี่ยนไป-มาของอนุภาค neutrino ทั้งสามชนิด (neutrino oscillation) อันจะทำให้นักฟิสิกส์สามารถรู้มวลของอนุภาคทั้งสามชนิดได้ดีที่สุด และนักทดลองของโครงการ JUNO ก็คาดหวังว่าจะได้เห็นเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นปีละประมาณ 400 ครั้ง
จึงเป็นว่า วิทยาการฟิสิกส์ของ neutrino อย่างจริงจัง ได้บังเกิดแล้ว และโลกมีห้องปฏิบัติการหลายแห่งที่กำลังศึกษาเรื่องนี้ อีกทั้งมีห้องปฏิบัติการเครือข่ายที่สามารถศึกษาธรรมชาติของ neutrino ที่ออกมาจากใต้โลก ซึ่งช่วยให้เราสามารถทำแผนที่ของโครงสร้างโลกในสามมิติได้แล้ว โดยการระดมความรู้และความคิดของนักธรณีฟิสิกส์ นักธรณีเคมี และนักธรณีวิทยานานาชาติมาร่วมกันทำงาน จนได้ข้อสรุปว่า ใต้โลกขณะนี้มีอุณหภูมิลดลงตลอดเวลา แต่เหนือโลก (บรรยากาศ) กลับมีอุณหภูมิสูงขึ้นตลอดเวลา โดยอิทธิพลของแก๊สเรือนกระจก
อ่านเพิ่มเติมจาก Boyle, Latham; Finn, Kiernan; Turok, Neil (2022). "The Big Bang, CPT, and neutrino dark matter". Annals of Physics. 438168767.arXiv:1803.08930.Bibcode:2022AnPhy.43868767B.doi:10.1016/j.aop.2022.168767. S2CID 119252778
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์
ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ,นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน,ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
