สมาคมดาราศาสตร์ไทย

กล้องโทรทรรศน์นิวทริโนใต้ทะเลสาบไบคาล

กล้องโทรทรรศน์นิวทริโนใต้ทะเลสาบไบคาล

28 มี.ค. 2564
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ทะเลสาบไบคาล เป็นทะเลสาบน้ำจืดที่ลึกที่สุดในโลก ตั้งอยู่ทางตอนใต้ของแคว้นไซบีเรีย เป็นทะเลสาบที่สำคัญอย่างยิ่งในหลายด้าน เป็นที่อยู่ของสัตว์หายากหลายชนิด เช่นแมวน้ำไบคาล ลึกลงไปใต้ผืนน้ำของทะเลสาบนี้ เป็นที่อยู่ของปลาเฉพาะถิ่นอีกหลายสิบชนิด และยังเป็นที่อยู่ของกล้องโทรทรรศน์ยักษ์อีกด้วย 

กล้องโทรทรรศน์ใต้น้ำใต้ทะเลสาบไบคาลเป็นกล้องโทรทรรศน์นิวทริโน มีชื่อว่า ไบคาล-จีวีดี (Baikal-GVD) 

นิวทริโน เป็นอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่ง มีมวลต่ำมาก นิวทริโนทำอันตรกิริยากับอนุภาคชนิดอื่นน้อยมาก การสร้างกล้องโทรทรรศน์เพื่อตรวจจับอนุภาคลึกลับชนิดนี้จึงไม่เหมือนกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ที่ตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กล้องโทรทรรศน์ที่นิวทริโนมีลักษณะเป็นถังน้ำขนาดใหญ่ น้ำในถังเป็นตัวกลางให้นิวทริโนพุ่งผ่าน เมื่อนิวทริโนผ่านตัวกลางใสด้วยความเร็วมากกว่าแสงที่ตัวกลางเดียวกัน จะเกิดแสงวาบขึ้น เรียกว่า แสงเชเรนคอฟ ซึ่งตั้งชื่อตาม ปาเวล เชเรนคอฟ นักวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียตผู้ค้นพบปรากฏการณ์ชนิดนี้ รอบถังน้ำจะถูกรายล้อมด้วยเครือข่ายของมอดูลตัวตรวจจับแสงวาบซึ่งเป็นแก้วบรรจุโฟโตมัลติพลายเออร์ 

หนึ่งในมอดูลตรวจจับของไบคาล-จีวีดีที่จะถูกหย่อนลงไปใต้น้ำของทะเลสาบไบคาล  (จาก Alexei Kushnirenko/TASS via Getty Images))


ในกรณีของ ไบคาล-จีวีดี ไม่ใช้ถังน้ำ แต่จะใช้น้ำตามธรรมชาติในทะเลสาบไบคาลที่ใสราวกระจกเป็นตัวกลางแทน หลักการคล้ายกับกล้องไอซ์คิวบ์ที่ตั้งอยู่ที่ใต้ชั้นน้ำแข็งของแอนตาร์กติกา ตัวกล้องอยู่ลึกลงไปใต้ผิวน้ำ 750-1,300 เมตร อยู่ห่างจากชายฝั่งราว กิโลเมตร แม้กล้องไบคาล-จีวีดีมีขนาดราวครึ่งหนึ่งของไอซ์คิวบ์ แต่ก็ยังนับว่าเป็นหอสังเกตการณ์นิวทริโนใต้น้ำที่ใหญ่ที่สุดในซีกโลกเหนือ แต่ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า จะมีการขยายขนาดให้ใหญ่ขึ้นเป็นหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตรทัดเทียมกับไอซ์คิวบ์ 

โครงการนี้ได้ริเริ่มตั้งแต่ปี 2558 โดยเมื่อวันเสาร์ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้หย่อนมอดูลชุดแรกลงไปใต้น้ำผ่านทางโพรงใต้น้ำที่แข็งเป็นน้ำแข็ง 

โครงการไบคาล-จีวีดีเป็นการร่วมมือระหว่าง สาธารณรัฐเช็ก เยอรมนี โปแลนด์ รัสเซีย และสโลวาเกีย