ภาพจำลองคู่โปรตอนที่กำลังชนกัน ภายในโปรตอนแต่อนุภาคมีอัพควาร์ก 2 ตัว และดาวน์ควาร์ก 1 ตัว
ความแปลกประหลาดของวิชาฟิสิกส์ควอนตัมปรากฎขึ้นอีกครั้ง เมื่ออนุภาคโปรตอนที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม สามารถจะบรรจุควาร์ก (Quark) ชนิดที่หนักกว่าตัวมันเองถึง 1.5 เท่า
.
รายงานการค้นพบข้างต้นตีพิมพ์ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 17 ส.ค. โดยคณะนักวิทยาศาสตร์นานาชาติของยุโรป นำโดยทีมจากมหาวิทยาลัย Vrije University Amsterdam ในประเทศเนเธอร์แลนด์ ได้พยายามวิเคราะห์โครงสร้างของโปรตอน โดยดูจากข้อมูลหลักฐานการชนอนุภาคในการทดลอง Z-boson ของเครื่องชนอนุภาค LHC
.
ผลปรากฏว่าอัลกอริทึมของโปรแกรมปัญญาประดิษฐ์หรือเอไอ ที่ได้รับการฝึกฝนมาให้มองหารูปแบบโครงสร้างของโปรตอนที่เป็นไปได้จากข้อมูลดังกล่าว ชี้ว่าโปรตอนสามารถจะมีควาร์ก ซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานอีกแบบหนึ่งที่เล็กกว่าได้มากกว่า 3 ตัว ทั้งที่ตามปกติแล้วโปรตอนแต่ละอนุภาคจะมีเพียงอัพควาร์ก 2 ตัว และดาวน์ควาร์กอีก 1 ตัวเท่านั้น
.
ยิ่งไปกว่านั้น ควาร์กชนิดพิเศษที่โปรตอนสามารถจะกักเก็บไว้ภายในตัวมันได้ คือควาร์กมวลมากที่เรียกว่า “ชาร์มควาร์ก” (Charmquark) ซึ่งหนักกว่าโปรตอนถึง 1.5 เท่า นอกจากนี้ค่าโมเมนตัมของโปรตอนราว 0.5% ก็ยังมาจากอิทธิพลของชาร์มควาร์กนี้อีกด้วย
.
อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์แปลกประหลาดนี้สามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจากชาร์มควาร์กดูเหมือนจะมีมวลลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของโปรตอน ขณะที่มันถูกกักเก็บเอาไว้ภายใน ซึ่งแสดงว่าอนุภาคโปรตอนรองรับหรือ “แบก” มวลที่หนักอึ้งของชาร์มควาร์กไว้เพียงบางส่วนเท่านั้น
.
ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของโปรตอนมากนัก ทั้งที่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการค้นหาแบบจำลองพื้นฐานใหม่ของฟิสิกส์อนุภาค อันเป็นหัวใจสำคัญที่จะผลักดันให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในยุคถัดไป
.
สำหรับการค้นพบในครั้งนี้ ทีมผู้วิจัยบอกว่าถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจนเป็นรูปธรรมชิ้นแรก ซึ่งสามารถยืนยันถึงโครงสร้างภายในที่แปลกประหลาดซับซ้อนของโปรตอนได้ นอกจากนี้ คณะนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาทดลองด้านฟิสิกส์อนุภาคทั่วโลก สามารถนำความรู้ใหม่เรื่องโปรตอนไปปรับใช้กับการศึกษาของตนได้ด้วย ซึ่งรวมไปถึงอุปกรณ์สังเกตการณ์ที่คอยตรวจจับอนุภาคนิวทริโนทั้งหลาย เช่นโครงการไอซ์คิวบ์ (IceCube) ที่ทวีปแอนตาร์กติกา
ที่มา : BBC https://www.bbc.com/thai/articles/c3g0lry4r1lo
