ในหลาย ๆ ด้าน นิวตริโนเป็นอนุภาคที่รู้จักยากที่สุดในการตรวจจับเลย

ผลิตขึ้นไม่ว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีจะเกิดขึ้นที่ใด คุณจะต้องสร้างกำแพงตะกั่วที่หนาประมาณปีแสงจึงจะยิง 50/50 เพื่อหยุดการเคลื่อนที่ของนิวตริโน แม้ว่าจะมีการสร้างนิวตริโนหลายแห่ง – ในบิกแบง ในดาวที่ห่างไกล ในหายนะของดาว ฯลฯ – นิวตริโนส่วนใหญ่ที่เราเห็นนั้นมาจากแหล่งเพียงสามแหล่งเท่านั้น: การสลายกัมมันตภาพรังสี ดวงอาทิตย์ และจากรังสีคอสมิกที่โปรยลงมา ในชั้นบรรยากาศชั้นบนของโลก

• บทความอื่น ๆ : lathetalk.com

อย่างไรก็ตาม หอสังเกตการณ์นิวตริโน IceCube ซึ่งตั้งอยู่ลึกใต้น้ำแข็งที่ขั้วโลกใต้ได้ปฏิวัติวิทยาศาสตร์ของดาราศาสตร์นิวตริโน ตั้งแต่ปี 2010 เป็นต้นมา มีความอ่อนไหวต่อปฏิกิริยาของนิวตริโนภายในน้ำแข็งน้ำแข็งมากกว่าหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตร ทำให้เราสามารถตรวจจับนิวตริโนได้จากทั่วทั้งจักรวาล ก่อนอื่นในนิวตริโน ตรวจพบเหตุการณ์ส่วนเกิน 79 เหตุการณ์ที่มาจากดาราจักรกัมมันต์ที่ปิดบังด้วยฝุ่นในบริเวณใกล้เคียง: Messier 77 ดาราจักรนี้ ซึ่งอยู่ห่างออกไปเพียง 47 ล้านปีแสง เป็นแห่งแรกในเอกภพใกล้เคียงที่ตรวจจับได้ผ่านลักษณะเฉพาะของมัน ลายเซ็นนิวทริโนนำดาราศาสตร์ไปสู่ดินแดนใหม่ที่ไม่จดที่แผนที่

ตามทฤษฎีแล้ว จักรวาลมีอะไรมากกว่าแค่แสงที่เราสังเกต มีจักรวาลพลังงานสูงอยู่เต็มไปหมด เต็มไปด้วยวัตถุทางดาราศาสตร์ บ้างใหญ่บ้างเล็กบ้าง บางอย่างที่ใหญ่โต บางอย่างที่เจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้น บางชนิดมีความหนาแน่นสูงมาก บางชนิดก็กระจายตัวมากขึ้น ซึ่งสามารถเร่งความเร็วของสสารทุกประเภทให้อยู่ในสภาวะที่ไม่ธรรมดา พวกมันไม่เพียงแต่ผลิตแสงพลังงานสูงเท่านั้น เช่น รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาเท่านั้น แต่ยังผลิตอนุภาคและปฏิปักษ์ของทุกสายพันธุ์: โปรตอน นิวเคลียส อิเล็กตรอน โพซิตรอน ตลอดจนอนุภาคที่ไม่เสถียรซึ่งถูกกำหนดให้สลายตัว

กระบวนการทางนิวเคลียร์หลายอย่าง รวมทั้งปฏิกิริยาฟิวชันและปฏิกิริยาฟิชชัน ตลอดจนการสลายตัวที่หลากหลาย จะผลิตนิวตริโนและแอนตินิวตริโนโดยเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อหาอนุภาค สิ่งนี้น่าสนใจอย่างยิ่งจากมุมมองทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ เนื่องจากนิวตริโนมีส่วนตัดขวางของปฏิสัมพันธ์เล็กๆ กับสสารปกติ หมายความว่าพวกมันส่วนใหญ่สามารถเดินทางผ่านจักรวาลได้ แม้จะผ่านสภาพแวดล้อมที่หนาแน่นและอุดมด้วยสสาร ในรูปแบบที่ไม่มีใครหยุดได้ นอกจากความจริงที่ว่านิวตริโนฟลักซ์จะกระจายออกไปเมื่อเราเคลื่อนตัวออกห่างจากแหล่งกำเนิดมากขึ้น นิวตริโน (และแอนตินิวตริโน) ที่กระทบต่อโลกมีความคล้ายคลึงกับที่เราคาดไว้มากว่าจะเห็นว่าไม่มีสสารเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับ ทางเลย

ความน่าจะเป็นของการสั่นของสุญญากาศสำหรับอิเล็กตรอน (สีดำ) มิวออน (สีน้ำเงิน) และ tau (สีแดง) นิวตริโนสำหรับชุดพารามิเตอร์การผสมที่เลือก โดยเริ่มจากอิเล็กตรอนนิวตริโนที่ผลิตในขั้นต้น การวัดความน่าจะเป็นในการผสมที่แม่นยำบนเส้นฐานความยาวที่แตกต่างกันสามารถช่วยให้เราเข้าใจฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังการสั่นของนิวตริโน และสามารถเปิดเผยการมีอยู่ของอนุภาคประเภทอื่นๆ ที่จับคู่กับนิวตริโนสามสายพันธุ์ที่รู้จัก

ความจริงแล้วเรื่องที่นิวตริโน (และแอนตินิวตริโน) ผ่านเข้ามามีบทบาทสำคัญเพียงประการเดียว: พวกมันสามารถเปลี่ยนแปลง “รสชาติ” ของนิวตริโนที่สังเกตได้จากเครื่องตรวจจับ เราสามารถวัดนิวตริโนได้สามประเภท: อิเล็กตรอน มิวออน และเทานิวตริโน เมื่อใดก็ตามที่มีการสร้างนิวตริโนขึ้นเป็นครั้งแรก รสชาติเฉพาะของนิวตริโนซึ่งจำเป็นต่อการอนุรักษ์หมายเลขควอนตัมเฉพาะ — หมายเลขตระกูลเลปตัน — คือสิ่งที่ผลิตขึ้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อนิวตริโนเดินทางผ่านจักรวาล พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับควอนตัมอื่นๆ ทั้งของจริงและเสมือน ผ่านปฏิสัมพันธ์เหล่านั้น พวกมันสามารถแกว่งจากสายพันธุ์หนึ่งไปสู่อีกสายพันธุ์หนึ่งได้ ดังนั้น เมื่อพวกเขามาถึงเครื่องตรวจจับของคุณ “รสชาติ” ของนิวทริโนที่มาถึงอาจแตกต่างจากรสชาติที่ถูกสร้างขึ้นครั้งแรก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม ในทางอุดมคติแล้ว คุณจะต้องสร้างเครื่องตรวจจับนิวตริโนที่ไวต่อรสชาติที่เป็นไปได้ทั้งสามรสชาติ และยิ่งไปกว่านั้น ยังสามารถแยกแยะระหว่างพวกมันได้