ทึ่ง! แสงเลเซอร์อะตอมเอ็กซ์เรย์ เปิดประตูสู่การมองเห็นโลกในเสี้ยววินาที!
เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน 2565 Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) ได้ประกาศข่าวสุดพิเศษว่า พวกเขาได้สร้าง “เลเซอร์อะตอมเอ็กซ์เรย์” ขึ้นมาสำเร็จแล้ว! โอ้โห! แค่ชื่อก็น่าตื่นเต้นแล้วใช่ไหมครับ? แล้วมันเจ๋งยังไง ทำไมถึงเรียกว่า “เปิดประตูสู่การมองเห็นโลกในเสี้ยววินาที” ได้ล่ะ? มาดูกันเลย!
ลองจินตนาการดูนะ…
เวลาเรามองเห็นอะไรสักอย่าง เราเห็นมันเคลื่อนไหวใช่ไหมครับ? เช่น ปีกผีเสื้อที่กระพือ ลูกปิงปองที่ลอย หรือแม้กระทั่งเวลาที่เราวิ่ง! แต่รู้ไหมว่าโลกของอะตอมนั้นเล็กมากๆ เล็กจนตาเรามองไม่เห็น และอะตอมเหล่านี้ก็เคลื่อนไหวเร็วมากๆๆๆ ด้วย! เร็วขนาดที่ว่า ถ้าเราจะถ่ายรูปหรือมองดูว่ามันกำลังทำอะไรอยู่ ก็จะเหมือนเรากำลังพยายามดูว่าเส้นผมของคุณพ่อคุณแม่ที่กำลังตัดอยู่เคลื่อนที่ไปตรงไหนบ้างในชั่วพริบตา… มันเร็วเกินไปจนมองแทบไม่ทันเลย!
เลเซอร์อะตอมเอ็กซ์เรย์คืออะไร?
ปกติแล้วเราจะคุ้นเคยกับ “เลเซอร์” ทั่วไป ที่ใช้ในการอ่านบาร์โค้ด หรือที่เราเห็นในหนังวิทยาศาสตร์ แต่ “เลเซอร์อะตอมเอ็กซ์เรย์” อันนี้พิเศษกว่านั้นเยอะเลยครับ!
- “เอ็กซ์เรย์” คือแสงชนิดหนึ่งที่มองไม่เห็น แต่ทะลุผ่านสิ่งของได้ ทำให้เรามองเห็นกระดูกในร่างกายของเราได้ตอนไปหาหมอ หรือใช้ตรวจหาสิ่งผิดปกติภายในต่างๆ
- “อะตอม” คือส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของทุกสิ่งทุกอย่างที่เราเห็นรอบตัวเรา ไม่ว่าจะเป็นอากาศที่เราหายใจ น้ำที่เราดื่ม หรือแม้แต่ตัวเราเอง!
- “เลเซอร์” คือแสงที่มีพลังพิเศษ เข้มข้น และเป็นระเบียบมาก
ดังนั้น “เลเซอร์อะตอมเอ็กซ์เรย์” ก็คือ “แสงเอ็กซ์เรย์พลังพิเศษที่ถูกทำให้มีคุณสมบัติเหมือนเลเซอร์” นั่นเองครับ!
แล้วมันช่วยให้เรามองเห็น “เสี้ยววินาที” ได้ยังไง?
“เสี้ยววินาที” ที่พูดถึงนี้ ไม่ใช่แค่เสี้ยววินาทีแบบที่เราคุ้นเคยนะครับ แต่มันเป็น “แอตโตเซคคันด์ (attosecond)” ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่สั้นมากๆๆๆ สั้นจนยากจะจินตนาการ!
ลองนึกถึง 1 วินาทีก่อนนะครับ 1 วินาที สั้นแล้วใช่ไหม? ถ้าเราเอา 1 วินาที มาแบ่งเป็น 1,000 ส่วน เราจะได้ “มิลลิวินาที” ถ้าเราเอา 1 มิลลิวินาที มาแบ่งเป็น 1,000 ส่วน เราจะได้ “ไมโครเซคคันด์” ถ้าเราเอา 1 ไมโครเซคคันด์ มาแบ่งเป็น 1,000 ส่วน เราจะได้ “นาโนเซคคันด์” ถ้าเราเอา 1 นาโนเซคคันด์ มาแบ่งเป็น 1,000 ส่วน เราจะได้ “พิโควินาที” ถ้าเราเอา 1 พิโควินาที มาแบ่งเป็น 1,000 ส่วน เราจะได้ “เฟมโตเซคคันด์” และถ้าเราเอา 1 เฟมโตเซคคันด์ มาแบ่งเป็น 1,000 ส่วน… เราก็จะได้ “แอตโตเซคคันด์” ครับ!
เห็นไหมว่าสั้นแค่ไหน! การเคลื่อนไหวของอะตอมนั้นเกิดขึ้นในระดับแอตโตเซคคันด์เลยทีเดียว!
เลเซอร์อะตอมเอ็กซ์เรย์ที่ LBNL สร้างขึ้นมานี้ มีความสามารถพิเศษในการ “ถ่ายภาพ” การเคลื่อนไหวของอะตอมในระดับที่สั้นมากๆ หรือที่เรียกว่า “การถ่ายภาพด้วยแสงความเร็วสูง” ครับ เหมือนเรามีกล้องที่ถ่ายภาพได้เร็วที่สุดในโลก ทำให้เราสามารถเห็นภาพการเคลื่อนไหวของอะตอมที่ปกติแล้วเร็วเกินกว่าจะมองเห็นได้
นักวิทยาศาสตร์ทำอะไรได้บ้างด้วยเลเซอร์วิเศษนี้?
เมื่อนักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นการเคลื่อนไหวของอะตอมได้ พวกเขาก็สามารถทำอะไรที่น่าทึ่งได้อีกมากมายเลยครับ!
- ทำความเข้าใจปฏิกิริยาเคมี: เคมีก็คือการที่อะตอมมารวมตัวกัน สร้างสิ่งใหม่ๆ การเห็นการเคลื่อนไหวของอะตอมในขณะที่เกิดปฏิกิริยา จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร และอาจจะสามารถสร้างสารเคมีใหม่ๆ ที่มีประโยชน์ได้
- พัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์: ในอนาคต การเข้าใจการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอน (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอะตอม) ในระดับที่เล็กมากๆ อาจจะช่วยให้เราสร้างชิปคอมพิวเตอร์ที่เร็วกว่าเดิมมากๆ หรือเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เรายังจินตนาการไม่ถึง
- ศึกษาการทำงานของเซลล์ในร่างกาย: ร่างกายของเราก็ประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลมากมาย การเข้าใจการเคลื่อนไหวของสิ่งเล็กๆ เหล่านี้ จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจการทำงานของเซลล์ ป้องกันและรักษาโรคได้ดียิ่งขึ้น
ทำไมเราถึงควรรู้สึกตื่นเต้น?
การค้นพบครั้งนี้เหมือนกับการที่เราได้ “กล้องโทรทรรศน์” ที่ไม่เหมือนใคร เพื่อสำรวจโลกที่เล็กที่สุด! มันเปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ได้มองเห็นสิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อน และอาจจะนำไปสู่การค้นพบที่ยิ่งใหญ่ในอนาคตอีกมากมาย
ถ้าเด็กๆ ทุกคน หรือนักเรียนทุกคนได้รู้เรื่องราวเหล่านี้ หวังว่ามันจะจุดประกายความอยากรู้อยากเห็น และทำให้พวกเราอยากเป็นนักวิทยาศาสตร์ เพื่อออกไปค้นหาความลับของธรรมชาติที่น่าทึ่งแบบนี้บ้างนะครับ!
อยากเป็นนักสำรวจโลกอะตอมเหมือนกันไหมครับ?
Atomic X-ray Laser Opens Door to Attosecond Imaging
ปัญญาประดิษฐ์ได้ส่งข่าวสารแล้ว
คำถามต่อไปนี้ถูกใช้เพื่อรับคำตอบจาก Google Gemini:
เมื่อเวลา 2025-06-24 16:00 Lawrence Berkeley National Laboratory ได้เผยแพร่ ‘Atomic X-ray Laser Opens Door to Attosecond Imaging’ กรุณาเขียนบทความโดยละเอียดพร้อมข้อมูลที่เกี่ยวข้อง โดยใช้ภาษาที่เข้าใจง่ายสำหรับเด็กและนักเรียน เพื่อส่งเสริมให้เด็กจำนวนมากขึ้นสนใจในวิทยาศาสตร์ กรุณาให้เฉพาะบทความเป็นภาษาไทยเท่านั้น