สามผู้พัฒนาลำแสงระดับ “อัตโตวินาที” พิชิตรางวัลโนเบลฟิสิกส์ 2023
ที่มาของภาพ, GETTY IMAGES
คณะกรรมการรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปีนี้ ประกาศยกย่องผลงานดีเด่นของนักวิทยาศาสตร์ 3 คน ผู้ทำการทดลองจนค้นพบเทคนิคการยิงลำแสงในจังหวะความถี่ที่สั้นมากระดับอัตโตวินาที (Attosecond Pulses) ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการศึกษาพลวัตของอนุภาคอิเล็กตรอน ขณะที่มันกำลังเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนระดับพลังงานในสสารต่าง ๆ
ผู้พิชิตรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ดังกล่าว ได้แก่ ศาสตราจารย์ปิแอร์ อากอสตินี (Pierre Augostini) จากมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตตของสหรัฐฯ ศาสตราจารย์เฟอเรนซ์ เคราซ์ (Ference Krausz) จากสถาบันมักซ์พลังก์เพื่อการศึกษาควอนตัมออปติกส์ของเยอรมนี และศาสตราจารย์แอนน์ ลุยวิเยร์ (Anne L’Huillier) จากมหาวิทยาลัยลุนด์ของสวีเดน
หนึ่งอัตโตวินาที หรือ 10 ยกกำลัง -18 วินาที คือชั่วขณะที่สั้นมากยิ่งกว่าพริบตาเดียว โดยคิดเป็นเพียง 1 ในล้านล้านล้านส่วน ของ 1 วินาทีเท่านั้น โดยตัวเลข 1 ล้านล้านล้าน เท่ากับจำนวนวินาทีที่เป็นอายุของจักรวาลนั่นเอง
วิทยาการฟิสิกส์ในระดับอัตโตวินาที เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสาร ซึ่งจะทำให้เราสามารถตรวจสอบโครงสร้างและกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในโมเลกุลต่าง ๆ ณ ชั่วขณะที่กระบวนการทางเคมีหรือฟิสิกส์อนุภาคกำลังเกิดขึ้นจริง เสมือนกับว่ามองเข้าไปเห็นความเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนได้
ที่มาของภาพ, NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES
ลำแสงซึ่งมีความถี่สั้นที่สุดที่มนุษย์เคยทำได้ในระดับดังกล่าว อยู่ที่ 43 อัตโตวินาที โดยการพัฒนาลำแสงชนิดนี้มีเป้าหมายสูงสุดอยู่ที่การวิเคราะห์อนุภาคและปฏิกิริยาเคมีในระดับละเอียด
เทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยเพิ่มพูนความเข้าใจเรื่องพลวัตทางควอนตัมของอิเล็กตรอน และนำไปสู่การควบคุมความเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนได้แบบเรียลไทม์ จนสามารถเพิ่มความสามารถในการนำไฟฟ้าได้อย่างยิ่งยวด และผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แห่งอนาคตที่ทำงานด้วยความเร็วสูงอย่างเหลือเชื่อได้
ศ.ลุยวิเย์ คือผู้ค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่แสงเลเซอร์ทำปฏิกิริยากับอะตอมของก๊าซชนิดหนึ่ง หลังจากนั้น ศ.อากอสตินี และ ศ.เคราซ์ จึงได้ทำการทดลอง ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถนำไปผลิตลำแสงที่มีความถี่สั้นลงอีกได้ ซึ่งก่อนหน้านั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย
นักวิจัยทั้งสามจะได้รับเงินรางวัลร่วมกันทั้งหมด 10 ล้านโครนสวีเดน ส่วนพิธีมอบรางวัลโนเบลอย่างเป็นทางการจะจัดขึ้นที่กรุงสตอล์กโฮล์มของสวีเดน ในเดือนธันวาคมนี้
