วันที่ 7 ต.ค. ราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (Royal Swedish Academy of Sciences) ได้ประกาศรางวัลโนเบลสาขาที่ 2 ประจำปี 2025 นั่นคือสาขา “ฟิสิกส์”
โดยปีนี้ ผู้ที่ได้รางวัลโนเบลฟิสิกส์และเงินรางวัล 11 ล้านโครเนอร์สวีเดน (ราว 38 ล้านบาท) ไปครอง ได้แก่ จอห์น คลาร์ก, มิเชล เอช. เดโวเรต์ และจอห์น เอ็ม. มาร์ตินิส จากผลงานการค้นพบการลอดอุโมงค์กลศาสตร์ควอนตัมระดับมหภาค (Macroscopic Quantum Mechanical Tunneling)
พวกเขาได้ใช้ชุดการทดลองเพื่อแสดงให้เห็นว่า คุณสมบัติอันแปลกประหลาดของโลกควอนตัมสามารถเกิดขึ้นได้จริงในระบบที่มีขนาดพอที่จะถือไว้ในมือ ระบบไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวดของพวกเขาสามารถเคลื่อนที่ผ่านจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งได้ ราวกับว่ามันกำลังเคลื่อนที่ผ่านกำแพงโดยตรง พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถดูดซับและปล่อยพลังงานในปริมาณที่เจาะจง เหมือนกับที่ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมทำนายไว้
กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายถึงคุณสมบัติที่มีนัยสำคัญในระดับที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคเดี่ยว ในฟิสิกส์ควอนตัม ปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่าจุลภาค (microscopic) แม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่าที่จะสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงมากก็ตาม ซึ่งแตกต่างจากปรากฏการณ์มหภาคซึ่งประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมาก
ตัวอย่างเช่น ลูกบอลธรรมดา ๆ ถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลจำนวนมหาศาล และไม่แสดงผลกระทบทางกลศาสตร์ควอนตัม เรารู้ว่าลูกบอลจะเด้งกลับทุกครั้งที่ถูกโยนใส่กำแพง อย่างไรก็ตาม บางครั้งอนุภาคเดี่ยวจะผ่านสิ่งกีดขวางที่เทียบเท่ากันในโลกจุลภาคโดยตรงและปรากฏอีกด้านหนึ่ง ปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมนี้เรียกว่า การลอดอุโมงค์ (tunneling)
รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีนี้มอบให้แก่การทดลองที่แสดงให้เห็นว่า การลอดอุโมงค์ควอนตัมสามารถสังเกตได้ในระดับมหภาค ซึ่งเกี่ยวข้องกับอนุภาคจำนวนมาก
ในปี 1984 และ 1985 จอห์น คลาร์ก, มิเชล เดอโวเรต์ และจอห์น มาร์ตินิส ได้ทำการทดลองชุดหนึ่งที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ พวกเขาสร้างวงจรไฟฟ้าที่มีตัวนำยิ่งยวดสองชิ้น ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องมีความต้านทานไฟฟ้า
พวกเขาแยกชิ้นส่วนเหล่านี้ด้วยวัสดุบาง ๆ ที่ไม่นำกระแสไฟฟ้าเลย ในการทดลองนี้ พวกเขาแสดงให้เห็นว่า สามารถควบคุมและศึกษาปรากฏการณ์ที่อนุภาคที่มีประจุทั้งหมดในตัวนำยิ่งยวดมีพฤติกรรมสอดคล้องกัน ราวกับว่าเป็นอนุภาคเดี่ยวที่เติมเต็มวงจรทั้งหมด
ระบบที่มีลักษณะคล้ายอนุภาคนี้ถูกกักขังอยู่ในสถานะที่กระแสไฟฟ้าไหลโดยไม่มีแรงดันไฟฟ้า ซึ่งเป็นสถานะที่ระบบไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะหลุดพ้นออกมาได้ ในการทดลอง ระบบนี้แสดงลักษณะเชิงควอนตัมโดยใช้การลอดอุโมงค์เพื่อหลุดพ้นจากสถานะแรงดันไฟฟ้าศูนย์ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น
ทีมวิจัยยังสามารถแสดงให้เห็นว่า ระบบนี้ถูกควอนไทซ์ (quantized) ซึ่งหมายความว่า ระบบจะดูดซับหรือปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณที่กำหนดเท่านั้น
การค้นพบนี้มอบโอกาสในการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมรุ่นต่อไป ซึ่งรวมถึงการเข้ารหัสด้วยควอนตัม คอมพิวเตอร์ควอนตัม และเซ็นเซอร์ควอนตัม
ปีที่แล้ว จอห์น ฮอปฟิลด์ และ เจฟฟรีย์ ฮินตัน ผู้บุกเบิกด้านปัญญาประดิษฐ์ ได้รับรางวัลฟิสิกส์จากการช่วยเหลือในการสร้างรากฐานของการเรียนรู้ของเครื่องจักร (machine learning)
การประกาศรางวัลโนเบลจะดำเนินตลอดไปทั้งสัปดาห์นี้ ได้แก่ รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในวันที่ 7 ต.ค., รางวัลสาขาเคมีในวันที่ 8 ต.ค., รางวัลโนเบลสาขาวรรณกรรมในวันที่ 9 ต.ค., รางวัลโนเบลสาขาสันติภาพในวันที่ 10 ต.ค. และรางวัลโนเบลสาขาเศรษฐศาสตร์ในวันที่ 13 ต.ค.
พิธีมอบรางวัลจะจัดขึ้นในวันที่ 10 ธันวาคม ซึ่งเป็นวันครบรอบการเสียชีวิตของ อัลเฟรด โนเบล ผู้ประดิษฐ์ไดนาไมต์ ผู้ก่อตั้งรางวัลโนเบล
เรียบเรียงจาก The Nobel Prize / Associated Press
- คอนเทนต์พิเศษ
สำหรับคุณ - TOP ต่างประเทศ
- วิดีโอยอดนิยม
