MENU
Banner

แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 21 | ค.ศ.1966 สำหรับการค้นพบและการพัฒนาวิธีการทางแสงสำหรับใช้ศึกษาการสั่นพ้องของอะตอม

แสงกับรางวัลโนเบล
บทความ | ดร.ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร
นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค-สวทช.)

Alfred Kastler เป็นนักวิทยาศาสตร์เพียงคนเดียวที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีนี้ ซึ่งได้ให้ความสนใจไปที่การสั่นพ้องแบบ Hertzian ที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมมีปฏิสัมพันธ์กับ คลื่นวิทยุหรือคลื่นไมโครเวฟ ซึ่งสามารถนำมาใช้ศึกษาสเปกตรัมของอะตอม และสามารถวัดระดับชั้นพลังงานที่ถูกแยกย่อยออกมาภายใต้สนามแม่เหล็กได้

สิ่งที่ Alfred Kastler ได้ริเริ่มเป็นพิเศษคือการศึกษาแสงที่กระเจิงออกมาจากการกระตุ้นด้วยพลังงานแสง (Optical pumping) ที่เกิดจากอะตอมชนิดเดียวกันกับแสงที่อะตอมกระเจิงออกมา ซึ่งเขาได้เสนอไว้ในปี ค.ศ. 1950

แสงกับรางวัลโนเบล
หลักการการกระตุ้นด้วยแสง (หลอดไฟที่มีลักษณะเป็นหลอดแก้วอยู่ด้านซ้ายและขวาของแท่งสีชมพู) ได้นำมาประยุกต์ใช้ในการทำให้แท่งทับทิมสังเคราะห์ (แท่งสีชมพูในรูป) และคริสตัลสังเคราะห์ชนิดอื่น เปล่งแสงเลเซอร์ออกมาได้ (en.wikipedia.org)

ผลที่ได้คือ แสงที่เรืองออกมาจะมีความเข้มสูง และ มีลักษณะความเป็นโพลาไรเซชันที่ดี ซึ่งลักษณะของโพลาไรเซชันของแสงที่ได้เกิดขึ้นจากผลของสนามแม่เหล็กของแสงที่ใช้กระตุ้น และลักษณะโพลาไรเซชันของแสงที่ใช้กระตุ้นยังส่งผลต่อคุณสมบัติของแสงที่ถูกปลดปล่อยออกมาด้วย

การค้นพบนี้ได้นำไปสู่การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการจัดเรียงตัวของอะตอมกับลักษณะโพลาไรเซชันของแสงที่ปลดปล่อยออกมา การสร้างเลเซอร์ และ การศึกษา Nuclear Magnetic Resonance ของอะตอม

หลักการกระตุ้นให้อะตอมปล่อยแสงออกมาด้วยแสงนี้ถือได้ว่าเป็นครั้งแรกที่ได้มีการนำแสงมาจัดการกับอะตอม นอกจากนี้ หลักการดังกล่าวยังได้ถูกต่อยอดด้วยการใช้แสงที่มีลักษณะโพลาไรเซชันแบบวงกลมไปกระตุ้นอะตอมเพื่อทำให้โมเมนตัมเชิงมุมที่อยู่ในแสงถูกถ่ายทอดไปยังอะตอมได้อีกด้วย

ประวัติย่อ : Alfred Kastler
Alfred Kastler
Alfred Kastler นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส

Alfred Kastler เกิดเมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม ค.ศ. 1902 ที่เมือง Guebwiller ในเขต Alsace ของฝรั่งเศส ความสนใจวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นจากความประทับใจในเนื้อหาและวิธีการสอนของครูขณะที่เรียนระดับมัธยมศึกษา ซึ่งมีส่วนทำให้เขาตัดสินใจเข้าศึกษาต่อระดับอุดมศึกษาที่ Ecole Normale Superieure สถานที่แห่งนี้ได้สร้างบรรยากาศการเรียนที่ช่วยกระตุ้นให้นักศึกษาใฝ่เรียนและมีครูสอนที่ได้แสดงให้นักศึกษาเห็นภาพโครงสร้างอะตอมและทฤษฎีควอนตัมได้อย่างชัดเจน หลังจากสำเร็จการศึกษาในปี ค.ศ. 1926 เขาได้เป็นครูสอนในโรงเรียนมัธยมก่อน จากนั้นช่วงปี ค.ศ. 1931-1936 ได้เข้าทำงานที่คณะวิทยาศาสตร์ของ Bordeaux โดยเป็นผู้ช่วยของ Pierre Daure ซึ่งเป็นคนแนะนำให้เขาเริ่มทำงานวิจัยทางด้านสเปก- โตรสโคปี โดยเน้นไปที่การเรืองแสงของอะตอม และ Raman Spectroscopy หลังจากนั้นในช่วงปี ค.ศ. 1936-1938 ได้เป็นอาจารย์ที่ Clearmont-Fernand และได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ระหว่างทำงานที่ Bordeaux ในช่วงปี ค.ศ. 1938-1941 ทีมงานของเขาประกอบด้วยลูกศิษย์ที่ดีและเก่งที่ช่วยสร้างสรรค์ผลงานวิจัยที่มีคุณค่าและผลประทบสูงออกมา จนเขาได้รับรางวัลโนเบล ช่วงปี ค.ศ. 1951-1954 ได้เป็นศาสตราจารย์ที่ University of Louvain

แหล่งข้อมูล
  • Nobel Lectures in Physics 1963-1970, World Scientific Publishing, November 1998.
  • http://nobelprize.org , accessed Feb 2019.
  • http://en.wikipedia.org , accessed Feb 2019.
  • ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, โฟโทนิกส์ มหัศจรรย์แห่งแสง, นานมีบุ๊คพับลิเคชัน, กรุงเทพฯ, กุมภาพันธ์ 2549.

บทความที่เกี่ยวข้อง

แสง รางวัลโนเบล

วันที่เผยแพร่ 5 กรกฏาคม 2562 08:00