Ep. 27 NARIT ร่วมโครงการวิทยาศาสตร์ระดับโลก ตรวจจับสสารมืด

 

27 01

NARIT ร่วมมือกับเครือข่ายวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูงทั้งในและต่างประเทศ ดำเนินโครงการเจียงเหมินอันเดอร์กราวด์นิวทริโน (Jiangmen Underground Neutrino Observatory : JUNO) และโครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชเรนคอฟ (Cherenkov Telescope Array: CTA) เพื่อสำรวจและตรวจวัดสสารมืดจากแหล่งกำเนิดนอกโลก 

 

เมื่อสสารมืดบริเวณใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีแคระ หรือภายใต้แรงโน้มถ่วงในใจกลางดวงอาทิตย์ เกิดการประลัยด้วยตัวเอง จะเกิดอนุภาค เช่น อิเล็กตรอน และโพสิตรอน ที่มีพลังงานสูง จากนั้นอนุภาคพลังงานสูงดังกล่าวจะเกิดอันตรกิริยากับอนุภาคโฟตอนของรังสีจากแสงดาว หรือคลื่นไมโครเวฟ CMB ที่มีพลังงานต่ำ และจะถ่ายทอดพลังงานจนกลายเป็นรังสีในย่านแกมมา ซึ่งมีพลังงานสูงมาก รวมถึงอนุภาคที่มีอันตรกิริยาน้อยมาก เช่น นิวทริโน เมื่อรังสีนั้นเดินทางมาถึงโลก จึงสามารถตรวจจับได้ด้วยการทดลองในโครงการฯ ทั้งสอง

 

มากกว่าร้อยละ 80 ของสสารในจักรวาล คือ ‘สสารมืด’ ซึ่งยังไม่มีใครทราบว่า เป็นสิ่งใดหรืออนุภาคชนิดใดมากกว่าครึ่งทศวรรษ จุดเริ่มต้นของปริศนานี้เกิดจากการค้นพบว่า มีดาวฤกษ์โคจรอยู่ในกาแล็กซีแบบกังหันด้วยความเร็วสูงมาก เกินกว่าที่สสารและแก๊สภายในกาแล็กซีนั้นจะดึงดูดให้ดาวฤกษ์คงอยู่ในวงโคจรได้ และเมื่อศึกษาเพิ่มเติมอย่างละเอียดจากการเลี้ยวเบนของแสง โดยเลนส์ความโน้มถ่วงจากมวลของกาแล็กซีและกลุ่มกาแล็กซี พบว่ามีสสารที่นักดาราศาสตร์ไม่สามารถตรวจวัดด้วยวิธีทั่วไป และเป็นสสารประเภทที่เราไม่รู้จักหรือคุ้นเคย มากกว่าสสารปกติถึง 5 เท่า ทั้งยังมีหลักฐานการสำรวจอีกจำนวนมาก รวมถึงแบบจำลองการเกิดโครงสร้างขนาดใหญ่ของเอกภพ ช่วยตอกย้ำว่ามีสสารมืดเหล่านี้อยู่จริง อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการทดลองหรือตรวจจับสสารมืดใดที่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากแรงกระทำระหว่างกันของสสารมืดและสสารปกตินั้นบางเบามาก ทำให้ต้องสร้างตัวตรวจจับขนาดใหญ่มาก หรือต้องอาศัยเวลานานมาก เพื่อเพิ่มโอกาสให้เกิดแรงกระทำระหว่างกันของสสารมืดและสสารปกติที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำการสำรวจได้

 

เรียบเรียง : ดร.อุเทน แสวงวิทย์ นักวิจัยชำนาญการ กลุ่มวิจัยจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์พลังงานสูง NARIT