นักศึกษาวิชาฟิสิกส์ทุกคนคงท่องจำกันได้ขึ้นใจจากแบบเรียนว่าแรงพื้นฐานในธรรมชาติ (Fundamental Forces) หรืออันตรกิริยาพื้นฐานนั้นมีอยู่ 4 ชนิดด้วยกัน ได้แก่ แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม และแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน แต่ในอนาคตอันใกล้เราอาจต้องเปลี่ยนแบบเรียนกันใหม่ เมื่อล่าสุดทีมนักฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอนุภาคแห่งชาติแฟร์มี หรือ แฟร์มีแล็บ รัฐอิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกา พบหลักฐานมากขึ้นเรื่อยๆ ที่แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่จริงของแรงธรรมชาติชนิดใหม่ เพิ่มเติมจากแรงธรรมชาติดั้งเดิมทั้ง 4 นั่นคือ ‘แรงธรรมชาติชนิดที่ 5’
ผลงานครั้งล่าสุดนี้เป็นการต่อยอดจากงานวิจัยเดิมในปี 2021 ที่พบพฤติกรรมแปลกๆ ของของ ‘มิวออน’ ซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่งที่ตัวมันเองโดยปกติแล้วเมื่อหมุนไปรอบแกนแม่เหล็กจะเกิดอาการโยกไปมาด้วยความถี่ที่แน่นอนค่าหนึ่ง แต่เมื่อทีมงานนำอนุภาคมิวออนมาเร่งให้วิ่งวนไปรอบเครื่องเร่งอนุภาครูปวงแหวนขนาด 15 เมตร ด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสง แล้วเพิ่มสนามแม่เหล็กยิ่งยวดเข้าไป ทีมงานกลับพบว่ามิวออนมีความถี่ในการโยกไปมาที่เร็วขึ้นอย่างอธิบายไม่ได้ พฤติกรรมนี้ไม่สอดคล้องกับทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) ที่เคยมีมา เป็นไปได้ว่าน่าจะเกิดขึ้นจากแรงชนิดใหม่ที่เราไม่รู้จัก
ระดับความเชื่อมั่นทางสถิติของงานวิจัยในปี 2021 นั้นคือ ‘4.1 ซิกมา’ ซึ่งหมายถึงว่ามีโอกาส 1 ใน 40,000 ที่ผลของการค้นพบจะเป็นความบังเอิญ แต่ทีมงานยังไม่พอใจ ตลอดเวลาปีเศษทีมงานยังคงทำงานไม่หยุด ทั้งการทดลองซ้ำและปรับตั้งการวัดค่าให้แม่นยำเพื่อให้งานวิจัยที่ได้รับการตั้งชื่อว่า ‘จี ไมนัส ทู’ (g-2) นี้มีความน่าเชื่อถือสูงขึ้นอีก และในแถลงข่าวล่าสุด ทีมงานก็ประกาศระดับความเชื่อมั่นทางสถิติของงานวิจัยที่เพิ่มขึ้นมาที่ ‘5 ซิกมา’ หมายถึงว่ามีโอกาส 1 ใน 3.5 ล้านที่ผลของการค้นพบจะเป็นความบังเอิญ ซึ่งถือว่าน่าพอใจเป็นอย่างมาก
แรงธรรมชาติชนิดที่ 5 หากมีจริง แรงนี้อาจเป็นคำตอบให้กับเรื่องลึกลับต่างๆ ในจักรวาลที่เรายังไม่เข้าใจ ยกตัวอย่างเช่นหลังกำเนิดจักรวาล หลังการระเบิดใหญ่บิ๊กแบงผ่านไปหนึ่งหมื่นสามพันปี กาแล็กซีต่างๆ ที่กำลังเคลื่อนตัวแยกห่างออกจากกันควรมีความเร็วลดลง แต่ในความเป็นจริงที่พบนั้น กาแล็กซีทั้งหลายกลับทวีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าแรงที่ไปเร่งความเร็วนี้คือ ‘แรงธรรมชาติชนิดที่ 5’ นี้เอง
ทีมงานกำลังรอการตรวจสอบจากทีมวิจัยอื่นทั่วโลกเพื่อยืนยันการค้นพบครั้งนี้ว่าจะเป็นเรื่องปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์หรือไม่
ภาพ: Ryan Postel / Fermilab
อ้างอิง:
