CERN ศูนย์วิจัยด้านฟิสิกส์ของสวิตเซอร์แลนด์ ประสบความสำเร็จในการค้นพบอนุภาค Higgs boson เมื่อปี 2013 ล่าสุดทางศูนย์กำลังเดินหน้าค้นหาอนุภาคตัวใหม่ที่เรียกว่า dark photon

ในวงการฟิสิกส์ มีข้อเสนอทางทฤษฎีเกี่ยวกับ dark matter หรือ "สสารมืด" ซึ่งเป็นอนุภาคที่มองไม่เห็น ค้นไม่พบ แต่เชื่อว่ามีอยู่ และเป็นอนุภาคที่มีจำนวนมาก คิดเป็นสัดส่วน 27% ของมวลและพลังงานในจักรวาล (ในขณะที่อนุภาคแบบปกติที่เรารู้จักกัน visible matter มีสัดส่วนแค่ 4.9% และที่เหลือคือพลังงานมืดหรือ dark energy)

ส่วน dark photon หรือโฟตอนมืด เป็นอนุภาคทางทฤษฎีที่เป็นแรงยึดเหนี่ยว dark matter กับ visible matter เข้าด้วยกัน ถือเป็นแรงอีกประเภทนอกจากแรงดึงดูด (gravity) ที่ dark matter มี (และเป็นแรงประเภทใหม่ที่เรายังไม่รู้จัก เลยเรียกกันว่า dark ไปก่อน) ภารกิจของ CERN คือการค้นหา dark photon ตัวนี้

โครงการทดลองของ CERN ใช้ชื่อย่อว่า NA64 จะใช้หลักการอนุรักษ์พลังงาน (conservation of energy) ที่ว่าในระบบปิด (closed system) พลังงานรวมจะคงที่เสมอ ไม่รั่วไหลออกไปภายนอก นักวิจัยจะสร้างระบบปิดขึ้นมา แล้วยิงอิเล็กตรอนที่รู้ค่าพลังงานชัดเจนไปชนนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งจะเกิดโฟตอนขึ้น

ตามปกติแล้ว ค่าพลังงานของโฟตอนควรจะเท่ากับอิเล็กตรอน ถ้า dark photon มีอยู่จริง มันจะขนถ่ายพลังงานไปบางส่วนซึ่งเราตรวจจับไม่ได้ แต่เราจะสามารถวัดค่าพลังงานของโฟตอนได้ว่าหายไปหรือไม่ ถ้าพลังงานหายไป ก็แปลว่า dark photon "น่าจะ" มีอยู่จริง (ไม่ใช่การยืนยันโดยตรง แต่เป็นการยืนยันทางอ้อม)

การทดลองนี้เป็นคนละวิธีกับการค้นหา Higgs boson เพราะเป็นการสังเกตทางอ้อม และจะยังไม่สามารถยืนยันตัวตนของ dark photon โดยตรง แต่ก็ถือเป็นก้าวสำคัญของการวิจัยเรื่องฟิสิกส์อนุภาค

ตอนนี้ยังไม่มีข้อมูลว่า NA64 จะทดลองแล้วเสร็จเมื่อไรครับ

ที่มา - Phys.org, Science Alert, ภาพจาก CERN