เผย “ภาพถ่ายอะตอม” ครั้งแรก ที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (ไม่ได้ใช้กล้องจุลทรรศน์นะ)

เชื่อว่า ทุกคนที่เคยเรียนวิทยาศาสตร์จะเข้าใจว่า “อะตอม” คือสิ่งที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ทว่าเมื่อปี 2018 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด สามารถถ่ายภาพของอะตอมที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าโดยไม่ใช้กล้องจุลทรรศน์ได้แล้ว

เอาล่ะ..ก่อนอื่นมาทบทวนวิชาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอะตอมที่เคยเรียนมากันสักหน่อย – อะตอม คือ อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุซึ่งสามารถปฏิกิริยาเคมีได้ ประกอบด้วย 2 องค์ประกอบใหญ่ ๆ คือ มีนิวเคลียสเป็นแกนกลาง และมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่โดยรอบ มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า โดยประเภทของอะตอมนั้นมีมากกว่า 109 ประเภทแต่ละประเภทจะมีขนาดที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งอะตอมที่ถูกถ่ายได้นั้นคือ อะตอมของธาตุสตรอนเทียม (Strontium Atom) ที่ประกอบไปด้วยโปรตอนจำนวน 38 โปรตอน มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 215 ในพันล้านของมิลลิเมตร ซึ่งถือว่าใหญ่มากเมื่อเทียบกับอะตอมประเภทอื่น ๆ

โดย เดวิด นาดลิงเกอร์ นักฟิสิกส์ควอนตัม ตั้งชื่อภาพนี้ว่า “Single Atom In An Ion Trap” ซึ่งเขาถ่ายภาพนี้ได้ด้วยการตรึงอะตอมธาตุสตรอนเทียมไว้บนสนามไฟฟ้าไม่ให้เคลื่อนที่ ระหว่างแท่งอิเล็กโทรด 2 แท่ง ที่วางห่างกัน 2 เซนติเมตร จากนั้นยิงเลเซอร์สีม่วง-น้ำเงินไปที่อะตอม ทำให้อิเล็กตรอนของอะตอมดูดซับอนุภาคแสง และปลดปล่อยออกมาในเวลาเดียวกัน (เหมือนกับการเรืองแสง) ซึ่งการปล่อยอนุภาคแสงเลเซอร์ออกมานั้น ส่งผลให้อะตอมสว่างขึ้นกว่าเดิม 100 เท่า จนสามารถถ่ายด้วยกล้อง DSLR แบบปกติได้นั่นเอง

ภาพถ่ายนี้ถูกถ่ายเมื่อวันที่ 7 สิงหาคม 2017 โดยใช้ Canon 5D Mark II DSLR, เลนส์ Canon EF 50 มม. f / 1.8 เสริมด้วย extension tubes พร้อมแฟรชสี ถ่ายผ่านห้องสุญญากาศที่บรรจุเครื่องดักจับควอนตัมไว้

ซึ่งภาพดังกล่าวได้รับรางวัลชนะเลิศการประกวดในงานประกวดภาพถ่ายทางวิทยาศาสตร์ระดับชาติ ประจำปี 2018 โดยสภาวิจัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ (EPSRC) แห่งประเทศอังกฤษ โดย เดวิดกล่าวว่า “การที่สามารถมองเห็นอะตอมได้ด้วยตาเปล่า มันเปรียบเสมือนผมได้เชื่อมต่อระหว่างโลกมิติควอนตัมกับโลกขนาดความเป็นจริงได้สำเร็จ”

เพิ่มเติม – รู้จักกับ ‘ฌอน แคร์โรล’ นักฟิสิกส์ผู้สอนให้เหล่า Avengers เดินทางข้ามเวลา ซึ่งเขาได้รับคำเชิญจากสองพี่น้องรุสโซ ผู้กำกับ Avengers: Endgame โดย ฌอน เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับโลกคู่ขนาน ไว้ว่า “จักรวาลคู่ขนานมีจริง แต่มันไม่ได้ถูกสร้างขึ้นเพียงเพราะแค่คุณตัดสินใจ แต่มันถูกสร้างขึ้นจากการควบคุมระบบควอนตัมเชิงกล

และตามทฤษฎีแล้ว โลกคู่ขนานจะยังคงดำเนินไป แต่เราไม่สามารถไปที่นั่นได้ ซึ่งในทำนองเดียวกัน พวกเขาก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อชีวิตของเราเช่นกัน” ดังนั้นเมื่อมันมาอยู่ในภาพยนตร์ ฌอนจึงเสนอไอเดียให้เหล่าอเวนเจอร์สามารถย่อขนาดตัวเข้าไปยังมิติควอนตัม และเข้าไปแก้ไข้ระบบ เพื่อข้ามไปยังเส้นของเวลาในแต่ละจักรวาลได้นั่นเอง

Fact – ประวัติศาสตร์ของ “อะตอม” เริ่มขึ้นเมื่อ 450 ปีก่อนคริสต์ศักราช โดยนักปราชญ์ชื่อว่า ดิมอคริตัส (Democritus) ที่ทดลองตัดครึ่งวัตถุออกไปเรื่อย ๆ จนเล็กจิ๋วถึงจุดหนึ่งมันจะตัดไม่ได้อีกแล้ว เขาเรียกอนุภาคเล็กจิ๋วที่ตัดไม่ได้นั้นว่า “Atomos” ซึ่งแปลว่า “ตัดไม่ได้”