43 / 62
ปีที่ 43 ฉบับที่ 192 มกราคม - กุมภาพันธ์ 2558
43
Steven Chu
ดร.สุทัศน์ ยกส้าน
ราชบัณฑิต ส�
ำนักวิทยาศาสตร์ สาขาวิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์
อดีตรัฐมนตรีรางวัลโนเบล
รัฐมนตรีคนแรกของโลกที่เป็นนักวิทยาศาสตร์ระดับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์คือ Steven Chu แห่งมหาวิทยาลัย Stanford สหรัฐอเมริกา
ซึ่งได้รับรางวัลประจ�
ำปี ค.ศ. 1997 ร่วมกับ Claude Cohen-Tannoudji แห่ง College de France และ Ecole Normale Superieure และ
William D., Phillips แห่ง National Institute of Standards and Technology ของสหรัฐอเมริกา ด้วยผลงานการคิดสร้างวิธีกัก
อะตอมให้อยู่นิ่ง ๆ โดยใช้เลเซอร์และสนามแม่เหล็ก
ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมที่นักฟิสิกส์ใช้อธิบายพฤติกรรมของอะตอมและอนุภาคมูลฐานสามารถใช้ได้ดีที่สุดกับอะตอมและอนุภาค
ที่อยู่โดดเดี่ยวในสภาพนิ่งสนิท แต่ในความเป็นจริง อะตอมจะเคลื่อนที่ตลอดเวลา แม้ที่อุณหภูมิห้อง ความเร็วของอะตอมก็อาจสูงถึง 1,000
เมตร/วินาที การมีความเร็วมากเช่นนี้ท�
ำให้สมบัติเชิงกายภาพต่าง ๆ ของอะตอมเปลี่ยนแปลง ดังนั้น ผลการวัดที่ได้จะไม่ตรงกับผลค�
ำนวณ
อย่างแม่นตรง
ด้ วยเหตุนี้ความพยายามที่จะท�
ำ
อะตอมให้มีความเร็วน้อย ๆ จึงเป็นสิ่งที่
พึงประสงค์ เพื่อให้นักฟิสิกส์สามารถ
ตรวจสอบความถูกต้องและสมบูรณ์ของ
ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม และความฝัน
นี้ก็ได้เป็นจริงด้วยความสามารถของ
Chu, Cohen-Tannoudji และ Phillips
เพราะในปี ค.ศ. 1985 Chu ซึ่งท�
ำวิจัยอยู่ที่
ห้องปฏิบัติการ Bell Laboratory ที่เมือง
Holmdel รัฐ New Jersey สามารถน�
ำ
อะตอมโซเดียมจ�
ำนวนหนึ่งใส่ในกล่อง
ทดลองที่ภายในถูกท�
ำให้เป็นสุญญากาศ
แล้วยิงแสงเลเซอร์ 6 ล�
ำให้พุ่งชนอะตอม
ตามแกน +x, -x, +y, -y, +z และ -z โดย
การปรับความถี่ของแสงให้เหมาะสม
อะตอมโซเดียมจะดูดกลืนอนุภาค โฟตอน
ของเลเซอร์ และเคลื่อนที่ช้ าลง ๆ
จนกระทั่งมีความเร็วโดยเฉลี่ยเท่ากับ 30
เซนติเมตร/วินาที ซึ่งเป็นความเร็วของ
อะตอมที่มีอุณหภูมิ 240 ไมโครเคลวิน
(0.00024 องศาสัมบูรณ์) เพราะเหตุว่า Chu
ใช้อะตอมเป็นจ�
ำนวนมากดังนั้นอะตอม
ที่จับกลุ่มกันจะมีลักษณะเป็นวุ้น หรือที่
Chu เรียกว่า optical molass
รูปที่ 1
(ที่มา: httpwww.dailytech.comUS+Department+of+Energy+
Secretary+Steven+Chu+Resignsarticle29820.htm)