🔬 ไขปริศนาสสาร! | "ภาพยนตร์ควอนตัม" ที่จะเปลี่ยนวิธีที่เราเข้าใจจักรวาล
ในเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก นักวิทยาศาสตร์เร่งอนุภาคให้ชนกันด้วยความเร็วใกล้แสงเพื่อไขปริศนาของจักรวาล แต่ปัญหาคือ เราเห็นแค่ "ภาพถ่าย" ของเศษซากสุดท้ายที่กระจายออกมา... มันเหมือนกับการได้ดูภาพยนตร์แค่ฉากจบ แล้วต้องย้อนกลับไปเดาว่าเกิดอะไรขึ้นในตอนต้นเรื่อง
แต่จะเกิดอะไรขึ้น ถ้าตอนนี้เราสามารถสร้าง "ภาพยนตร์ทั้งเรื่อง" ขึ้นมาดูได้ตั้งแต่ต้นจนจบ?
นี่คือสิ่งที่ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ กำลังจะมอบให้เรา และมันอาจปฏิวัติวงการฟิสิกส์ไปตลอดกาล
สรุปสั้นๆ สำหรับคนรีบ 💡
ควอนตัมคอมพิวเตอร์กำลังจะปฏิวัติวงการฟิสิกส์อนุภาค โดยมันสามารถ:
• สร้าง "ภาพยนตร์" ของอนุภาค: จำลองพฤติกรรมอนุภาคแบบต่อเนื่อง ต่างจากคอมพิวเตอร์เดิมที่เห็นแค่ "ภาพนิ่ง"
• ไขปริศนา "เส้นเชือกขาด": ทำความเข้าใจแรงที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคควาร์ก ซึ่งเป็นหัวใจของสสาร
• มีศักยภาพทัดเทียมซูเปอร์คอมพิวเตอร์: ในการแก้ปัญหาฟิสิกส์ที่ซับซ้อนที่สุด
🖥️ ภารกิจท้าทายฟิสิกส์พลังงานสูง
"เรามีแผนการอันยิ่งใหญ่ที่ในท้ายที่สุดแล้วเราต้องการจะใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์กับฟิสิกส์พลังงานสูง" ทอร์สเทน ซาเคอ (Torsten Zache) จาก University of Innsbruck กล่าว "ตอนนี้มีความเห็นพ้องต้องกันอย่างยิ่งว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่จะสามารถแก้ปัญหาที่โดยปกติแล้วไม่สามารถแก้ไขได้"
ณ ตอนนี้ พลังของมันได้ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาแรงมูลฐานที่เข้าใจยากที่สุดในจักรวาลแล้ว ผ่านการทดลองครั้งสำคัญ 2 ชิ้น โดยทีมของซาเคอ และอีกทีมที่นำโดย เพดราม เราชาน (Pedram Roushan) จาก Google ซึ่งใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์คนละชนิด แต่มีเป้าหมายเดียวกัน คือการสร้าง "ภาพยนตร์" ของพฤติกรรมอนุภาคขึ้นมาเป็นครั้งแรก
🌌 สร้าง "จักรวาลจำลอง" ขนาดจิ๋ว
ทั้งสองทีมได้จำลองสถานการณ์ที่มีอนุภาคสองตัวในสนามควอนตัม ซึ่งในตอนแรกถูกจำกัดให้เคลื่อนที่ไปพร้อมกัน จากนั้นจึงแยกตัวออกจากกัน ในสถานการณ์เช่นนี้ อนุภาคจะประพฤติตัวราวกับว่าเชื่อมต่อกันด้วย "เส้นเชือกแห่งพลังงาน" (string of energy) ที่สั่นสะเทือนและในที่สุดก็ "ขาด" ออกจากกัน
ปรากฏการณ์ "เส้นเชือกขาด" (String Breaking) นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งยวด เพราะมันคือภาพจำลองของ "แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม" (strong force) ซึ่งเป็นแรงที่ยึดเหนี่ยวอนุภาค ควาร์ก (quarks) ไว้ด้วยกัน
ทำไมเรื่องนี้ถึงสำคัญกับเรา? เพราะนี่คือแรงที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล ซึ่งเป็น "กาว" ที่ยึดเหนี่ยวโปรตอนและนิวตรอนในทุกอะตอมของร่างกายเราและทุกสิ่งรอบตัวไว้ด้วยกัน การเข้าใจมันคือการเข้าใจรากฐานของสสารทั้งหมดนั่นเอง
"เป็นเวลาหลายทศวรรษที่เราให้ความสนใจกับฟิสิกส์สถิต (static physics) แต่ถ้าคุณต้องการสถานการณ์ที่เป็นพลวัต (dynamical situation) ล่ะ? เราได้สร้างภาพมันขึ้นมาเป็นครั้งแรก" เราชานกล่าว
🤖 "ท้าชน" ซูเปอร์คอมพิวเตอร์
ผลลัพธ์ที่ได้สอดคล้องกับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ล้ำสมัยที่สุด แต่นี่คือจุดเปลี่ยนที่สำคัญครับ
จาด ฮาลิเมห์ (Jad Halimeh) จาก University of Munich กล่าวว่า การทดลองใหม่นี้นำควอนตัมคอมพิวเตอร์มาอยู่ในจุดที่ "ทัดเทียม" (neck and neck) กับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ดีที่สุดแล้ว และการใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ขึ้น "เพียงเล็กน้อย" ก็จะผลักดันงานวิจัยนี้ไปสู่ดินแดนที่ไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อน
ตอนนี้ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ถูกคาดหมายว่าจะเป็น "ผู้เล่นคนสำคัญ" (the major player) ในการทำความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นในใจกลางของเครื่องเร่งอนุภาค "ข้อมูลที่ได้ [จากเครื่องเร่งอนุภาค] ก็เหมือนกับเฟรมท้ายๆ ของภาพยนตร์" แต่ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะช่วยให้เราสามารถเริ่มต้นจากการชนและทำความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปได้
แน่นอนว่าหนทางยังอีกยาวไกล แต่สำหรับตอนนี้ การจำลองเช่นนี้ยังสามารถช่วยให้นักวิจัยเข้าใจพฤติกรรมของอนุภาคใน "วัสดุควอนตัมที่แปลกใหม่" (exotic quantum materials) ซึ่งอาจนำไปสู่การสร้างเทคโนโลยีใหม่ๆ ได้
🏡 แล้วเรื่องนี้เกี่ยวข้องกับเราอย่างไร?
การวิจัยควอนตัมระดับนี้อาจฟังดูไกลตัว แต่ประเทศไทยเองก็มีส่วนร่วมในวงการฟิสิกส์อนุภาคและวิทยาศาสตร์ขั้นสูง ผ่าน "สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)" ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ของเรา
แม้จะทำงานในระดับพลังงานที่แตกต่างกัน แต่การมีอยู่ของซินโครตรอนแสดงให้เห็นว่าเราเป็นส่วนหนึ่งของประชาคมวิทยาศาสตร์โลก การวิจัยพื้นฐานสุดล้ำอย่างควอนตัมคอมพิวเตอร์ในวันนี้ อาจนำไปสู่การค้นพบวัสดุควอนตัมชนิดใหม่ในวันหน้า ซึ่งเราสามารถนำความรู้และเครื่องมือที่เรามีมาศึกษาและประยุกต์ใช้เพื่อสร้างเทคโนโลยีใหม่ๆ ให้กับประเทศได้ต่อไป
🎯 สรุปประเด็นสำคัญ
✅ จากภาพนิ่งสู่ภาพยนตร์: ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถจำลองพฤติกรรมของอนุภาค "ตลอดช่วงเวลา" ได้เป็นครั้งแรก เปรียบเสมือนการสร้างภาพยนตร์ทั้งเรื่อง แทนที่จะเป็นแค่ภาพนิ่งตอนจบ
✅ ไขปริศนาเส้นเชือกขาด: การทดลองได้จำลองปรากฏการณ์ "string breaking" ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มที่ยึดเหนี่ยวควาร์กไว้ด้วยกัน
✅ ทัดเทียมซูเปอร์คอมพิวเตอร์: ผลการทดลองล่าสุดทำให้ศักยภาพของควอนตัมคอมพิวเตอร์ในงานด้านนี้ "ทัดเทียม" กับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดในปัจจุบัน
✅ อนาคตของฟิสิกส์: ควอนตัมคอมพิวเตอร์ถูกคาดหมายว่าจะเป็น "ผู้เล่นคนสำคัญ" ในการไขปริศนาของเครื่องเร่งอนุภาค และการออกแบบวัสดุควอนตัมชนิดใหม่
✅ ความท้าทายข้างหน้า: การจะไปถึงจุดนั้นได้ยังต้องอาศัยการพัฒนาทั้งฮาร์ดแวร์ควอนตัมคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ควบคู่กันไป
💖 มาช่วยกันขับเคลื่อน "Witly" กันครับ!
การสร้าง "จักรวาลจำลอง" เพื่อทำความเข้าใจสิ่งที่มองไม่เห็นอย่างโลกควอนตัม คือภารกิจที่ท้าทายที่สุดของนักฟิสิกส์...
เป้าหมายของ Witly ก็เช่นกัน คือการนำเรื่องราววิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน มา "จำลอง" ใหม่ผ่านการเล่าเรื่องที่เข้าใจง่าย ทำให้ทุกคนมองเห็นภาพความมหัศจรรย์ของจักรวาลได้
ทุกการสนับสนุนผ่าน "ค่ากาแฟ" ของคุณ คือ "พลังประมวลผล" ที่ช่วยให้เราสามารถสร้างสรรค์ "ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์" ดีๆ แบบนี้ต่อไปได้ครับ
💬 แล้วคุณล่ะครับ...
ถ้าคุณสามารถใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ดู "ภาพยนตร์" ของเหตุการณ์ใดก็ได้ในประวัติศาสตร์ของจักรวาลได้เพียงเรื่องเดียว คุณอยากจะใช้มันดูอะไรมากที่สุด? (เช่น บิ๊กแบง, กำเนิดโลก, หรือวันที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์) เพราะอะไรครับ?
มาแบ่งปันมุมมองกันในคอมเมนต์... และถ้าอยากชวนเพื่อนมาเปิดโลกฟิสิกส์สุดล้ำไปด้วยกัน ก็สามารถ "แชร์" ได้เลยนะครับ 🚀
🔎 แหล่งอ้างอิง
1. Gonzalez-Cuadra, D., et al. (2025). Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator. Natures. http://doi.org/pqmp
2. Cochran, A. T., et al. (2025). Visualizing dynamics of charges and strings in (2 + 1)D lattice gauge theories. Nature. http://doi.org/pqmq
- 1
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
