อนุภาคที่เข้าใจยากต้องมีมวล วัดในญี่ปุ่นแคนาดาแสดงให้เห็น เซ็กซี่บาคาร่า การจับพฤติกรรมการเปลี่ยนอัตลักษณ์ของนิวตริโนทำให้ทาคาอากิ คาจิตะ แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว และอาร์เธอร์ แมคโดนัลด์ แห่งมหาวิทยาลัยควีน ในเมืองคิงส์ตัน ประเทศแคนาดา ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2558 นักวิทยาศาสตร์เป็นหัวหอกในการทดลองใต้ดินขนาดยักษ์ที่เปิดเผยว่าอนุภาคที่เข้าใจยากเปลี่ยนรูปจากความหลากหลายหนึ่งไปสู่อีกสายพันธุ์หนึ่ง การค้นพบที่สำคัญเหล่านี้แสดงให้เห็นว่านิวตริโนมีมวล ซึ่งยืนยันข้อสงสัยของนักฟิสิกส์หลายคน แต่ขัดต่อแบบจำลองมาตรฐาน ซึ่งเป็นกรอบการทำงานที่ทำนายคุณสมบัติของอนุภาคและแรงของธรรมชาติ
Janet Conrad นักฟิสิกส์นิวทริโนจาก MIT กล่าวว่า
“น่าตื่นเต้นอย่างเหลือเชื่อ “ฉันรอสิ่งนี้มาหลายปีแล้ว” แม้ว่ามวลนิวตริโนจะมีเพียงเล็กน้อยสำหรับอนุภาคแต่ละตัว แต่ก็อาจมีนัยสำคัญสำหรับการปรับปรุงแบบจำลองมาตรฐานและทำความเข้าใจวิวัฒนาการของจักรวาล
นิวตริโนมีเสน่ห์ลึกลับตั้งแต่นักฟิสิกส์ Wolfgang Pauli เสนอการมีอยู่ของมันในปี 1930 นิวตริโนมีมาตั้งแต่กำเนิดจักรวาล และพวกมันถูกผลิตขึ้นอย่างต่อเนื่องในแกนของดาวฤกษ์และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่ไม่ค่อยมีปฏิสัมพันธ์กับเรื่องอื่นมากนัก ในศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ได้ข้อสรุปว่านิวตริโนไม่มีมวลและปรากฏอยู่ใน “รส” สามชนิด ซึ่งตั้งชื่อตามอนุภาคที่พวกมันสร้างขึ้นเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร ได้แก่ อิเล็กตรอน มิวออน และเทาส์
แต่มีปัญหากับภาพนั้น ดวงอาทิตย์ทำหน้าที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่ที่ปล่อยกระแสอิเล็กตรอนนิวตริโนออกมา แต่การทดลองตรวจพบประมาณหนึ่งในสามของอิเล็กตรอนนิวตริโนจำนวนมากที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ตามที่คาดไว้ นักวิจัยบางคนเริ่มสงสัยว่านิวตริโนสุริยะกำลังสั่นหรือเปลี่ยนรสชาติระหว่างทางมายังโลก
แม้ว่านิวตริโนจะตรวจจับได้ยาก แต่ต้องใช้ความเฉลียวฉลาดและเครื่องตรวจจับขนาดยักษ์เพื่อศึกษาพวกมัน เข้าสู่ Kajita และ Super-Kamiokande การทดลองใต้ดินในญี่ปุ่นเปิดขึ้นในปี 1996 ประกอบด้วยเซ็นเซอร์มากกว่า 11,000 ตัวที่มองหาแสงวาบที่เกิดจากการชนของนิวตริโนภายในถังที่มีน้ำ 50,000 เมตริกตัน
Kajita และผู้ทำงานร่วมกัน Super-Kamiokande ของเขามุ่งเน้นไปที่การตรวจจับมิวออนนิวตริโนที่ผลิตในบรรยากาศเมื่ออนุภาคที่มีประจุจากอวกาศชนกับโมเลกุลของอากาศ นักวิจัยได้นับการเกิดวาบที่หาได้ยากอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาของนิวตริโน และแผนภูมิว่านิวตริโนแต่ละชนิดมาจากไหน มิวออนนิวตริโนมาจากเบื้องบนมากกว่าเบื้องล่าง แม้ว่าพวกมันจะทะลุผ่านพื้นโลกไปอย่างไม่ได้รับผลกระทบ ในปีพ.ศ. 2541 ทีมงานสรุปว่านิวตริโนจากเบื้องล่างมีเวลาเพียงพอระหว่างการเดินทางสำรวจภายในโลกเพื่อเปลี่ยนรสชาติ ในขณะที่นิวตริโนจากเบื้องบนไม่มีเวลาเพียงพอ ( SN: 6/13/98, p. 374 )
ในขณะที่ Super-Kamiokande สร้างหลักฐานที่น่าสนใจสำหรับการสั่นของนิวตริโน
การทดลองไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าจำนวนนิวตริโนทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงรสชาติ มีความสอดคล้องกัน ภายในเวลาไม่กี่ปี หอดูดาว Sudbury Neutrino ในแคนาดาได้ดูแลปัญหาดังกล่าวโดยทบทวนปัญหานิวตริโนสุริยะที่หายไปอีกครั้ง ถังที่เล็กกว่าแต่ยังใหญ่อยู่เต็มไปด้วยน้ำหนัก ซึ่งประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนที่มีนิวตรอนพิเศษ บางครั้งอิเล็กตรอนนิวตริโนจะชนอะตอมและผลิตอิเล็กตรอนที่ตรวจจับได้ ในบางครั้ง นิวตริโนที่มีรสชาติใดๆ จะกระทบกับอะตอมและกระตุ้นการปลดปล่อยนิวตรอนที่ตรวจจับได้ จากการศึกษาปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ นักวิจัยได้พัฒนาสำมะโนอิสระของนิวตริโนทั้งหมดและนิวตริโนอิเล็กตรอน
ในปี 2544 และ 2545 ทีมงานของ McDonald’s ได้ยืนยันการขาดแคลนอิเล็กตรอนนิวตริโนจากดวงอาทิตย์ แต่แสดงให้เห็นว่าการขาดแคลนหายไปหากพิจารณาถึงนิวตริโนของทุกรสชาติ ( SN: 6/23/01, p. 388 ) “แน่นอนว่ามีช่วงเวลายูเรก้าในการทดลองนี้ เมื่อเราสามารถเห็นได้ว่านิวตริโนดูเหมือนจะเปลี่ยนจากประเภทหนึ่งไปเป็นอีกประเภทหนึ่งขณะเดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลก” แมคโดนัลด์กล่าวในการแถลงข่าว
ผลการวิจัยที่ Sudbury ได้แก้ปัญหานิวตริโนสุริยะที่หายไปพร้อมกัน และยืนยันข้อสรุปของ Super-Kamiokande ว่านิวตริโนเปลี่ยนรสชาติและมีมวล แม้ว่านิวตริโนสามารถคิดได้ว่าเป็นอนุภาค แต่ก็เป็นคลื่นที่ประกอบด้วยสามองค์ประกอบ (สามรส) ที่รบกวนซึ่งกันและกันตลอดเวลา เมื่อนิวตริโนเคลื่อนผ่านอวกาศ เอกลักษณ์ของคลื่นคอมโพสิตจะเปลี่ยนไป
การค้นพบจุดประกายสิ่งที่คอนราดเรียกว่าอุตสาหกรรมการสั่นของนิวตริโน การทดลองวิเคราะห์นิวตริโนที่ผลิตในดวงอาทิตย์ บรรยากาศ เครื่องเร่งอนุภาค และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำให้สามารถตรวจวัดพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงเอกลักษณ์ของนิวตริโนได้อย่างแม่นยำ ( SN: 1/26/13, p. 18 ) ผลลัพธ์เหล่านี้ควรช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถกำหนดมวลที่แน่นอนของรสชาตินิวทริโนสามรสชาติ ซึ่งแต่ละรสชาติจะต้องมีขนาดเล็กมาก — ประมาณหนึ่งในล้านของมวลอิเล็กตรอน เซ็กซี่บาคาร่า / ร้านอาหาร
