"คณะวิทย์ ม.เชียงใหม่ ร่วมเครือข่าย IceCube ศึกษาอนุภาคจากอวกาศ พร้อมพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการค้นพบครั้งใหม่"
การค้นพบทางวิทยาศาสตร์เริ่มต้นจากคำถามที่มนุษย์ยังตอบไม่ได้ เช่น ในจักรวาลมีสิ่งใดที่สามารถสร้างอนุภาคพลังงานสูงกว่าที่เครื่องเร่งอนุภาคบนโลกทำได้ และเราจะศึกษาสิ่งเหล่านั้นได้อย่างไร?
รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ประจำปี 2569 ยกย่องผลงานที่เปิดทางให้มนุษย์เข้าใกล้คำตอบ ผ่านหอสังเกตการณ์ IceCube ที่ใช้น้ำแข็งใต้ขั้วโลกใต้ตรวจจับอนุภาคจากอวกาศ ขณะเดียวกัน คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ร่วมเครือข่ายวิจัยนี้ ทั้งในการศึกษาข้อมูล การพัฒนาบุคลากร และการเตรียมเทคโนโลยีสำหรับหอสังเกตการณ์รุ่นถัดไป
รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2569
เมื่อวันที่ 6 ตุลาคม 2569 ราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนประกาศมอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ให้แก่ ศาสตราจารย์ฟรานซิส ฮัลเซน (Francis Halzen) แห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสัน ประเทศสหรัฐอเมริกา สำหรับบทบาทสำคัญในการพัฒนาหอสังเกตการณ์ IceCube และการค้นพบนิวทริโนพลังงานสูงจากอวกาศ “นิวทริโน” คืออนุภาคขนาดเล็กมาก ไม่มีประจุไฟฟ้า และมีมวลน้อยมาก อนุภาคชนิดนี้เกิดขึ้นได้จากหลายแหล่ง รวมถึงดวงอาทิตย์และกระบวนการพลังงานสูงในจักรวาล แต่เพราะมันแทบไม่ทำปฏิกิริยากับสสาร นิวทริโนจำนวนมหาศาลจึงผ่านร่างกายเราและโลกไปได้โดยที่เราไม่รู้สึกตัว
แม้จะตรวจจับได้ยาก นิวทริโนกลับมีคุณค่าในการศึกษาจักรวาล เพราะมันเดินทางผ่านบริเวณที่แสงอาจถูกบดบัง และไม่ถูกสนามแม่เหล็กเบี่ยงเบนเส้นทาง จึงเปรียบเสมือนผู้ส่งสารที่นำเบาะแสจากสถานที่ห่างไกลมาถึงโลก เมื่อวัดพลังงานและทิศทางของมันได้ นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถใช้ข้อมูลเหล่านี้สืบค้นแหล่งกำเนิดและศึกษากระบวนการรุนแรงในอวกาศ คุณค่าของการค้นพบนี้คือการเปิดวิธีใหม่ให้มนุษย์เข้าใจธรรมชาติ ทั้งยังผลักดันการพัฒนาเครื่องตรวจวัด เทคโนโลยี และวิธีวิเคราะห์ข้อมูลที่ซับซ้อน
ความท้าทายสำคัญคือ จะตรวจจับอนุภาคที่แทบไม่ทิ้งร่องรอยได้อย่างไร ฮัลเซนเสนอให้ใช้น้ำแข็งลึกใต้ขั้วโลกใต้เป็นเครื่องตรวจวัดขนาดใหญ่ จนเกิดเป็น IceCube ซึ่งติดตั้งเซนเซอร์ตรวจแสงหลายพันตัวในน้ำแข็งปริมาตรประมาณหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตร เมื่อนิวทริโนบางส่วนชนกับสสารในน้ำแข็ง จะเกิดอนุภาคอื่นตามมาและสร้างแสงจาง ๆ ให้เซนเซอร์บันทึกได้ นักวิจัยนำข้อมูลแสงเหล่านี้มาคำนวณว่านิวทริโนมีพลังงานเท่าใดและเดินทางมาจากทิศทางใด การสร้างเครื่องมือให้ทำงานได้จริงในสภาพแวดล้อมขั้วโลกใต้ รวมถึงการแยกสัญญาณจากอวกาศออกจากสัญญาณอื่น ต้องใช้ความพยายามร่วมกันหลายทศวรรษ จนในปี 2556 ทีม IceCube ได้ประกาศหลักฐานสำคัญของการตรวจพบนิวทริโนพลังงานสูงจากแหล่งกำเนิดนอกระบบสุริยะ เปิดมุมมองใหม่ให้มนุษย์ศึกษาจักรวาลผ่านอนุภาคเหล่านี้
ภาพแนวคิดการตรวจจับนิวทริโนจากอวกาศ อนุภาคเหล่านี้สามารถเดินทางผ่านโลกได้โดยแทบไม่เกิดปฏิสัมพันธ์กับสสาร หอสังเกตการณ์ IceCube จึงใช้น้ำแข็งใต้ขั้วโลกใต้เป็นตัวกลางตรวจจับร่องรอยแสงที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของนิวทริโน เพื่อศึกษาพลังงานและทิศทางที่อนุภาคเดินทางมา
ที่มาภาพ: THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES
ภาพแสดงโครงสร้างหอสังเกตการณ์ IceCube ซึ่งติดตั้งเซนเซอร์ตรวจแสงลึกลงไปในน้ำแข็งใต้ขั้วโลกใต้ ครอบคลุมปริมาตรประมาณหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตร เซนเซอร์เหล่านี้ตรวจจับแสงจาง ๆ จากอนุภาคที่เกิดขึ้นเมื่อนิวทริโนทำปฏิกิริยากับสสาร เพื่อให้นักวิจัยวิเคราะห์พลังงานและทิศทางของนิวทริโนจากอวกาศ
ที่มาภาพ: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
ที่มาภาพ: The Royal Swedish Academy of Sciences
ศาสตราจารย์ฟรานซิส ฮัลเซน เกิดที่ประเทศเบลเยียมในปี 2487 สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกจาก KU Leuven ก่อนทำงานที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสัน เขาเป็นผู้ผลักดันแนวคิดการใช้น้ำแข็งขั้วโลกใต้ตรวจจับนิวทริโน และมีบทบาทสำคัญในการนำแนวคิดนี้ไปสู่การสร้างหอสังเกตการณ์ IceCube โดยมีนักวิจัย วิศวกร และบุคลากรจากนานาประเทศร่วมทำให้โครงการประสบความสำเร็จ
คณะวิทยาศาสตร์ มช. ร่วมศึกษาจักรวาล และสร้างความพร้อมสำหรับอนาคต
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ มีส่วนร่วมในการศึกษาวิจัยด้านนี้ผ่าน โครงการความร่วมมือไทย–ไอซ์คิวบ์ ซึ่งดำเนินงานตามพระราชดำริสมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี และได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิเทคโนโลยีสารสนเทศตามพระราชดำริฯ โดยมี รองศาสตราจารย์ ดร.วราภรณ์ นันทิยกุล ภาควิชาฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ เป็นหัวหน้าโครงการความร่วมมือไทย–ไอซ์คิวบ์ การทำงานร่วมกับมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสันและพันธมิตร เปิดโอกาสให้นักวิจัยและนักศึกษาไทยเข้าร่วมศึกษาคำถามสำคัญของโลก พร้อมเรียนรู้จากการทำงานจริงในเครือข่ายนานาชาติ
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่เข้าเป็นสมาชิกสมทบ (Associate Member) ของ IceCube Collaboration ในปี 2564 และได้รับการต่อสถานะในเดือนตุลาคม 2568 พร้อมทั้งได้รับสถานะสมาชิกเต็ม (Full Member) ของ IceCube-Gen2 Collaboration โดยมี รองศาสตราจารย์ ดร.วราภรณ์ นันทิยกุล เป็นผู้แทนสถาบันในความร่วมมือทั้งสองโครงการ
ศาสตราจารย์ฟรานซิส ฮัลเซน ร่วมบันทึกภาพกับศาสตราจารย์ ดร.นายแพทย์พงษ์รักษ์ ศรีบัณฑิตมงคล อธิการบดีมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ พร้อมคณะผู้บริหาร นักวิจัย และนักศึกษา ในโอกาสเยือนและประชุมหารือความร่วมมือด้านการวิจัยและการพัฒนาบุคลากรในโครงการ IceCube ณ Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center (WIPAC) มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสัน ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 9 มิถุนายน 2568
กิจกรรมการวิจัย และการสร้างความร่วมมือระหว่างนักศึกษาและนักวิจัยจาก Thai-IceCube กับนักวิจัย IceCube Collaboration
งานวิจัยส่วนหนึ่งของทีมไทยเกี่ยวข้องกับ IceTop ระบบตรวจวัดรังสีคอสมิกที่ติดตั้งบนผิวพื้นเหนือเครื่องตรวจวัด IceCube รังสีคอสมิกคืออนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศ เมื่อชนบรรยากาศโลกจะทำให้เกิดอนุภาคจำนวนมากที่เครื่องมือสามารถตรวจจับได้ อย่างไรก็ตาม สัญญาณที่วัดได้ยังได้รับผลจากความดัน อุณหภูมิ และหิมะที่สะสมเหนือเครื่องตรวจวัด ทีมวิจัยจึงวิเคราะห์ข้อมูลและสร้างแบบจำลองเพื่อทำความเข้าใจผลเหล่านี้ ช่วยให้แยกได้ชัดขึ้นว่าการเปลี่ยนแปลงที่เห็นมาจากรังสีคอสมิกหรือสภาพแวดล้อม และนำข้อมูลไปศึกษาความสัมพันธ์กับกิจกรรมของดวงอาทิตย์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น
นอกจากนี้ ทีมไทยกำลังพัฒนาแบบจำลองเพื่อประเมินองค์ประกอบมิวออน (muon content) ในฝักบัวอนุภาคจากรังสีคอสมิก (cosmic ray shower) โดยศึกษาการตอบสนองร่วมกันของเครื่องตรวจวัดแบบผสมผสาน (hybrid detector) ซึ่งประกอบด้วยแผงซินทิลเลเตอร์ (scintillator panels) และเสาอากาศวิทยุ (radio antennas) สำหรับระบบตรวจวัดบนผิวพื้นของโครงการ IceCube-Gen2 โดยมุ่งพัฒนาผลงานสู่การตีพิมพ์ที่มีนักศึกษาและนักวิจัยไทยเป็นผู้นำในการดำเนินงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญนานาชาติ
ความเชี่ยวชาญด้านรังสีคอสมิกของคณะวิทยาศาสตร์ มช. ยังครอบคลุมงานวิจัยด้วย “ช้างแวน” (ChangVan) เครื่องตรวจวัดนิวตรอนแบบเคลื่อนที่ซึ่งติดตั้งบนเรือตัดน้ำแข็ง เพื่อตรวจวัดรังสีคอสมิกตามละติจูดต่าง ๆ ระหว่างการเดินทางของเรือตัดน้ำแข็งไปยังทวีปแอนตาร์กติกา งานนี้ช่วยต่อยอดความรู้ด้านอนุภาคจากอวกาศ และสะท้อนประสบการณ์ของทีมวิจัยไทยในการพัฒนาและใช้งานเครื่องมือภายใต้ความร่วมมือระหว่างประเทศ
อีกส่วนหนึ่งคือการเตรียมความพร้อมด้านเครื่องมือสำหรับ IceCube-Gen2 โครงการขยายหอเพื่อศึกษาว่ารังสีคอสมิกเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเดินทางผ่านละติจูดต่าง ๆ ไปยังทวีปแอนตาร์กติกาสังเกตการณ์รุ่นถัดไป ซึ่งมีเป้าหมายเพิ่มโอกาสตรวจจับนิวทริโนและค้นหาแหล่งกำเนิดในจักรวาล มหาวิทยาลัยเชียงใหม่กำลังเตรียมห้องปฏิบัติการสำหรับการประกอบและทดสอบโมดูลตรวจวัดแสง โดยโมดูลเหล่านี้ทำหน้าที่เสมือนดวงตาของหอสังเกตการณ์ คอยรับแสงจาง ๆ ที่เกิดขึ้นภายในน้ำแข็ง งานเตรียมความพร้อมครอบคลุมพื้นที่ เครื่องมือ ระบบทดสอบ และการตรวจสอบคุณภาพ ควบคู่กับการพัฒนาทักษะบุคลากรร่วมกับมหาวิทยาลัยชิบะ ประเทศญี่ปุ่น และมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสัน
ความร่วมมือนี้ยังเชื่อมงานวิจัยกับภาคอุตสาหกรรมในภาคเหนือ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ร่วมประสานงานกับบริษัท HANA Microelectronics ซึ่งมีฐานการผลิตในจังหวัดลำพูน ในการผลิตแผงวงจรต้นแบบจำนวน 24 แผง เพื่อใช้ในระบบอ่านสัญญาณของหลอดตรวจแสงหรือโฟโตมัลติพลายเออร์ (Photomultiplier Tube: PMT) และส่งมอบให้มหาวิทยาลัยชิบะแล้ว โดยทีมมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ร่วมประสานงานด้านการทดสอบและพัฒนารุ่นถัดไป ปัจจุบันงานยังอยู่ในขั้นพัฒนาต้นแบบและเตรียมกระบวนการให้พร้อม ซึ่งเป็นก้าวสำคัญในการนำความสามารถของบุคลากรและอุตสาหกรรมไทยไปใช้กับเครื่องมือวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติ
โครงการนี้ยังเป็นกลไกพัฒนากำลังคนด้านวิทยาศาสตร์ของไทย โดยเปิดโอกาสให้นักศึกษาไทยเข้าร่วมโครงการ IceCube Summer Student Program รวม 10 คน ใน 5 รุ่น ระหว่างปี 2565–2569 นักศึกษาได้เรียนรู้และร่วมทำวิจัยกับผู้เชี่ยวชาญนานาชาติในหัวข้อที่หลากหลาย ทั้งการวิเคราะห์ข้อมูล การจำลอง และการพัฒนาเครื่องตรวจวัด โดยนักศึกษาบางส่วนมีโอกาสร่วมประกอบและทดสอบอุปกรณ์สำหรับโครงการ ขณะที่กิจกรรม ThaisCube ช่วยถ่ายทอดความรู้ด้านฟิสิกส์อนุภาคและดาราศาสตร์ในประเทศไทย นอกจากนี้ บุคลากรจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ชนะ สินทรัพย์วโรดม ได้ร่วมปฏิบัติงานที่ขั้วโลกใต้สำหรับโครงการ IceCube Upgrade ต่อเนื่องสามฤดูกาล ได้แก่ 2023/24, 2024/25 และ 2025/26 ครอบคลุมงานระบบเจาะน้ำแข็งและงานสนับสนุนการติดตั้งเครื่องตรวจวัด
บทบาทของคณะวิทยาศาสตร์ มช. ในเครือข่ายนี้สะท้อนถึงศักยภาพเครือข่ายงานวิจัยระดับแนวหน้า ซึ่งเป็นกลไกสำคัญในการพัฒนากำลังคนด้านวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ในการเป็นส่วนหนึ่งในการร่วมตอบคำถามที่อยู่ ณ พรมแดนความรู้ของมนุษยชาติได้ สำหรับสังคมวิชาการโลก ความร่วมมือนี้ช่วยเพิ่มความเข้าใจข้อมูลและเตรียมเครื่องมือสำหรับการค้นพบในอนาคต เพื่อเป็นรากฐานสำคัญของการแสวงหาองค์ความรู้วิทยาศาสตร์รากฐานแก่ประเทศไทยในอนาคต
ข้อมูลงานวิจัยเพิ่มเติม
https://www.facebook.com/share/p/1FVv9BK8Nk/
https://www.facebook.com/share/p/1FBC9chu2P/
https://www.facebook.com/share/p/1NPfMzFv4F/
https://www.facebook.com/share/p/1GiZM5VLSL/
https://www.facebook.com/share/p/1FoAQYecGz/
VDO Series : A journey to Antarctic : From CMU to Antarctica
https://www.youtube.com/playlist?list=PL_0sE63VHgRoErjwUBrtYu6ULUyf518cN
แหล่งอ้างอิง
[1] The Royal Swedish Academy of Sciences — The Nobel Prize in Physics 2026
ประกาศวันที่ 6 ตุลาคม 2026: ผู้ได้รับรางวัล เหตุผลของรางวัล และแนวคิดของ Halzen
https://www.kva.se/en/news/the-nobel-prize-in-physics-2026/
[2] Ice at the South Pole reveals cosmic particle accelerators
https://www.nobelprize.org/uploads/2026/10/popular-physicsprize2026.pdf
[3] IceCube — Detector
หลักการตรวจวัดแสง Cherenkov และองค์ประกอบของหอสังเกตการณ์
https://icecube.wisc.edu/science/icecube/
[4] IceCube — WIPAC agreement with Thai partners signals enthusiasm for future collaborations
17 กันยายน 2024: ข้อตกลง 22 มิถุนายน 2024 หน่วยงานไทย และงานประกอบ/ทดสอบโมดูลของนักศึกษา
https://icecube.wisc.edu/news/outreach/2024/09/wipac-agreement-with-thai-partners-signals-enthusiasm-for-future-collaborations/
[5] มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ — นักวิจัย มช. นำเสนอผลปฏิบัติภารกิจ ณ ขั้วโลกใต้ ในโครงการความร่วมมือไทย-ไอซ์คิวบ์
ข้อมูลโครงการตามพระราชดำริฯ และบทบาทหัวหน้าโครงการ
https://www.cmu.ac.th/th/article/96ef9ced-76e9-4f70-a67d-f61975b398af
[6] The IceCube Collaboration — Characterizing IceTop Response to Low-Energy Air Showers
12 ตุลาคม 2025: งานวิเคราะห์และจำลอง IceTop ซึ่งมีนักวิจัย มช. เป็น corresponding authors; วิธีประเมินผลของสิ่งแวดล้อมยังอยู่ระหว่างพัฒนา
https://arxiv.org/html/2510.10485v1
[7] IceCube — Thai engineer joins the IceCube Upgrade project
20 ธันวาคม 2023: การเข้าร่วมทีมขุดเจาะที่ขั้วโลกใต้ของ Chana
https://icecube.wisc.edu/news/2023/12/thai-engineer-joins-the-icecube-upgrade-project/
[8] IceCube-Gen2 — Official project website
วัตถุประสงค์และสถานะโครงการขยายหอสังเกตการณ์รุ่นถัดไป
https://icecube-gen2.wisc.edu/
