นิวทริโนเป็นอนุภาคที่มีอันตรกิริยาที่อ่อนมากกับอนุภาคชนิดอื่น มีคุณสมบัติทะลุทะลวงผ่านสสารต่าง ๆ รวมถึงร่างกายของเรา จึงตรวจจับได้ยากมาก กระทั่งนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์สามารถสร้างเครื่องตรวจจับนิวทริโนและค้นพบว่า นิวทริโนมีมวล อีกทั้งยังเปลี่ยนชนิดได้ จนนำไปสู่การคว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2558
สำหรับวิธีการตรวจวัดนิวทริโนพลังงานสูง ต้องตรวจวัดนิวทริโนที่มาจากนอกระบบสุริยะเท่านั้น นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์นานาประเทศจึงร่วมกันดำเนินโครงการไอซ์คิวบ์ สร้างหอสังเกตการณ์นิวทริโนพลังงานสูงบริเวณขั้วโลกใต้บนพื้นที่กว่าหนึ่งตารางกิโลเมตร เมื่อนิวทริโนพลังงานสูงจากอวกาศผ่านเข้ามายังโลกจะชนกับโมเลกุลน้ำ เกิดเป็นแสงสว่างวาบ ทำให้สามารถตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงเหล่านั้นได้
ที่ผ่านมามีการตรวจพบนิวทริโนพลังงานสูงที่ไม่สามารถระบุที่มาถึงสามครั้ง จนกระทั่งวันที่ 22 กันยายน 2560 เครื่องตรวจวัดนิวทริโนในโครงการไอซ์คิวบ์ ตรวจพบนิวทริโนพลังงานสูงจากกลุ่มดาวนายพราน สอดคล้องกับการปะทุรังสีแกมมาหลายครั้งจากกาแล็กซี่กัมมันต์ TXS 0506+056 บริเวณกลุ่มดาวนายพราน
นักดาราศาสตร์จึงร่วมกันสังเกตการณ์ในทุกช่วงคลื่น ตั้งแต่คลื่นวิทยุจนถึงรังสีแกมมา ซึ่งการสังเกตจากหลายความยาวคลื่นพบข้อมูลตรงกันคือ กาแล็กซีกัมมันต์ TXS 0506+056 กำลังอยู่ในช่วงลุกจ้า
จึงสรุปได้ว่า นิวทริโนพลังงานสูงที่ค้นพบเกิดจากการปะทุรังสีแกมมาของกาแล็กซีกัมมันต์ดังกล่าว และคาดว่ามีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่บริเวณใจกลางกาแล็กซีนี้ ซึ่งกรณีนี้ เป็นกาแล็กซีกัมมันต์ชนิดพิเศษที่มีชื่อว่า ‘เบลซาร์’ นอกจากนี้ ยังพบว่าการแผ่รังสีในครั้งนี้ไม่ได้มาจากตัวหลุมดำเอง แต่มาจากบริเวณรอบหลุมดำ
นายอภิมุข วัชรางกูร นักวิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูง สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) กล่าวว่า การค้นพบอนุภาคนิวทริโนพลังงานสูงในครั้งนี้นำไปสู่ยุคใหม่ของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ นอกเหนือจากการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าหรือการเก็บข้อมูลจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ซึ่ง สดร. มีนักวิจัยที่ศึกษาวิจัยด้านดาราศาสตร์กาแล็กซีกัมมันต์ด้วยเช่นกัน นอกจากนี้ยังส่งนักศึกษาไทยร่วมฝึกอบรมด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์อนุภาค ภายใต้โครงการความร่วมมือกับสถาบันเดซี ประเทศเยอรมนี (DESY: Deutsches Elektronen-Synchrotron) หนึ่งในห้องปฏิบัติการชั้นนำของโลกด้านฟิสิกส์อนุภาคมูลฐานอีกด้วย
หอสังเกตการณ์นิวทริโนพลังงานสูงบริเวณขั้วโลกใต้ ประจำโครงการไอซ์คิวบ์
(Photo: IceCube / National Science Foundation)
ซึ่งเป็นที่น่ายินดีว่า สถาบันเดซีมีความร่วมมือโดยตรงกับโครงการไอซ์คิวบ์ที่สามารถค้นพบอนุภาคนิวทริโนพลังงานสูงดังกล่าว รวมถึงโครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชอร์เรนคอฟ (Cherenkov Telescope Array: CTA) ซึ่งเป็นโครงการสำหรับสร้างกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาพลังงานสูงขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในอนาคตอันใกล้นี้
สดร. ยังเป็นหนึ่งใน 212 สถาบัน จาก 32 ประเทศ ที่มีบทบาทสำคัญในโครงการ CTA ร่วมออกแบบและสร้างเครื่องเคลือบกระจกสำหรับเคลือบกระจกกล้องโทรทรรศน์ในโครงการดังกล่าวกว่า 6,400 ชิ้น เพื่อรักษาประสิทธิภาพกระจกกล้องโทรทรรศน์ในการรับรังสีเชอร์เรนคอฟจากอวกาศอีกด้วย
นอกจากนี้ สดร. ยังเข้าร่วมโครงการจูโน (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) ซึ่งเป็นโครงการสร้างเครื่องตรวจจับนิวทริโนขนาดใหญ่ที่ประเทศจีน นอกจากการศึกษาคุณสมบัติต่างๆ ของนิวทริโนแล้ว โครงการจูโนยังเป็นเหมือนกล้องตรวจวัดนิวทริโนที่มาจากกาแล็กซีกัมมันต์ รวมทั้งนิวทริโนที่อาจจะเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างสสารมืดอีกด้วย
Cover: ภาพจำลองนิวทริโนพลังงานสูงกับรังสีแกมมา ขณะถูกตรวจจับโดยเครื่องตรวจจับนิวทริโน (Photo: IceCube / NASA)
