เครื่องชนอนุภาคแอลเอชซี พบเบาะแส "เลปโตควาร์ก" หวังช่วยเปิดทางสู่ฟิสิกส์แนวใหม่

องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรปหรือเซิร์น (CERN) แถลงว่าเครื่องชนอนุภาคขนาดใหญ่แอลเอชซี (LHC) ได้ค้นพบข้อมูลการทดลองสำคัญ ซึ่งเป็นเบาะแสชี้ถึงการมีอยู่ของอนุภาคหรือแรงพื้นฐานในธรรมชาติที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยรู้จักมาก่อน

ข้อมูลดังกล่าวอาจนำไปสู่การค้นพบวิชาฟิสิกส์แนวใหม่ โดยจะช่วยปรับปรุงแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) ของฟิสิกส์อนุภาคให้มีความสมบูรณ์และอธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ ได้อย่างครอบคลุมมากขึ้น รวมไปถึงเรื่องของแรงโน้มถ่วง สสารมืด และความไม่สมดุลระหว่างสสารกับปฏิสสารในเอกภพ ซึ่งแบบจำลองมาตรฐานในปัจจุบันยังไม่สามารถอธิบายได้อีกด้วย

เซิร์นระบุว่าหน่วยทดลอง LHCb ซึ่งทำหน้าที่ชนอนุภาคเพื่อผลิต "บอตทอมควาร์ก" (Bottom quark) หรือที่เรียกกันในอีกชื่อหนึ่งว่า "บิวตี้ควาร์ก" (Beauty quark) ได้พบว่าอนุภาคมูลฐานที่มีขนาดเล็กกว่าอะตอมชนิดนี้ มีการสลายตัวในรูปแบบที่ผิดไปจากการทำนายของแบบจำลองมาตรฐาน โดยมันกลายเป็นอิเล็กตรอนและอนุภาคมิวออนในจำนวนที่ไม่เท่ากัน

ความผิดปกติดังกล่าวบ่งชี้ว่า ยังมีอนุภาคหรือแรงพื้นฐานอีกชนิดหนึ่งเข้ามามีอิทธิพลต่อกระบวนการสลายตัวของบอตทอมควาร์ก ทำให้เกิดการสลายตัวเป็นอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่า ซึ่งนักฟิสิกส์ตั้งชื่อเรียกชั่วคราวให้กับอนุภาคหรือแรงลึกลับที่ยังค้นหาไม่พบนี้ว่า "เลปโตควาร์ก" (Leptoquark)

ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่ามีอนุภาคหรือแรงอย่างเลปโตควาร์กอยู่มานานแล้ว แต่ผลการทดลองจากเครื่องชนอนุภาคแอลเอชซีในครั้งนี้ ช่วยยืนยันถึงการมีอยู่ของมันได้ในระดับความน่าเชื่อถือสูงถึง 3 - ซิกมา (3 - sigma) เป็นครั้งแรก ซึ่งหมายความว่ามีโอกาสเพียง 1 ใน 1,000 ที่ผลการทดลองครั้งนี้จะเป็นแค่เรื่องบังเอิญ

อย่างไรก็ตาม ทีมนักฟิสิกส์ของหน่วยทดลอง LHCb ยังจะต้องตรวจสอบและทำการทดลองซ้ำต่อไปอีกนานหลายปี จนกว่าจะสามารถยืนยันผลการทดลองนี้ได้ด้วยระดับความน่าเชื่อถือที่ 5 - ซิกมา ซึ่งเป็นระดับมาตรฐานที่แวดวงวิทยาศาสตร์ยอมรับ เนื่องจากมีโอกาสเพียง 1 ใน 3.5 ล้านเท่านั้นที่ผลการทดลองจะเกิดขึ้นด้วยความบังเอิญ

ปัจจุบันเครื่องชนอนุภาคแอลเอชซีปิดใช้งานเพื่อซ่อมแซมและปรับปรุงประสิทธิภาพมานานถึง 2 ปีแล้ว ส่วนรายงานวิจัยเกี่ยวกับผลการทดลองข้างต้น กำลังอยู่ในขั้นตอนยื่นเสนอเพื่อลงตีพิมพ์ในวารสาร Nature Physics