21 กุมภาพันธ์ 2551

จำเลยรักนาโน (นาโนโนเบล ตอนที่ 9)


“ขังกายนั้นทำง่าย แต่ขังใจนั้นแสนยาก” บทกวีที่เอื้อนเอ่ย ถ่ายทอดความหมายว่าใจคนเรานั้นขังได้ยากที่สุด แต่จริงๆ แล้วมีสิ่งที่ขังได้ยากกว่านั้นอีก นั่นคือ อะตอม …… ที่อุณหภูมิห้อง อะตอมและโมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 5 เท่าของเครื่องบินเจ็ทโดยสาร นั่นคือประมาณ 4000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อที่จะลดความเร็วของอะตอมเราต้องลดอุณหภูมิของมัน และแม้จะลดอุณหภูมิลงไปถึง -270 เซลเซียสก็ตาม ความเร็วของอะตอมก็ยังสูงถึง 400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อที่จะหยุดอะตอม เราต้องใช้ความพยายามเป็นอย่างมาก ตลอดครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา โดยการลดอุณหภูมิไปถึงเศษหนึ่งส่วนล้านของอุณหภูมิสัมบูรณ์ (1 ไมโครเคลวิน) เราก็ยังไม่สามารถหยุดอะตอมได้ อะตอมยังคงมีความเร็ว 1 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง ที่อุณหภูมิอันแสนต่ำขนาดนั้น


แต่ด้วยวิธีการใหม่ที่ศาสตราจารย์ชู (Steven Chu - รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ค.ศ. 1997) ได้ฝ่าทะลุกำแพงแห่งการค้นพบ ด้วยการขังอะตอมด้วยแสงเลเซอร์ โดยการยิงเลเซอร์ไปยังอะตอมจากหลายทิศทางเพื่อหยุดมัน เมื่ออะตอมพยายามจะวิ่งหนีไปทิศทางอื่น ก็จะถูกแสงเลเซอร์ที่ปรับพลังงานให้เข้ากันได้พอดีหยุดเอาไว้ ศาสตราจารย์ชูได้เปิดศักราชสู่การศึกษาอะตอมและโมเลกุลเดี่ยว (Single Molecule Study - ในเมืองไทยก็มีผู้ทำงานในศาสตร์นี้คือ ดร. ธีราพร พันธุ์ธีรานุรักษ์ สังกัด ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล) ปัจจุบันศาสตราจารย์ชูทำงานทางด้านชีวฟิสิกส์โดยการนำวิธีการทางฟิสิกส์ มาศึกษาทำความเข้าใจโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต หลังจากท่านได้นำรางวัลโนเบลมาสู่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในปี ค.ศ. 1997 อีก 7 ปีให้หลังท่านก็ได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้อำนวยการ Lawrence Berkeley Laboratory ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยแห่งชาติที่ถือว่าวิวสวยที่สุดในโลกแห่งหนึ่ง (จากห้องผู้อำนวยการ สามารถมองเห็นอ่าวซานฟรานซิสโก และ สะพานโกลเด้นเกต ซึ่งผู้เขียนก็เคยแอบเข้าไปมองวิวนั้นมาแล้ว)



ภาพบน - ศาสตราจารย์ชูทำการขังจำเลยซึ่งก็คืออะตอมให้อยู่ภายในบริเวณเล็กๆ
ภาพล่าง - ละครจำเลยรักที่เพิ่งอวสานไป ได้แสดงให้เห็นว่าความรักเป็นสิ่งที่สามารถขังได้