⚡️ "จอกศักดิ์สิทธิ์" แห่งวงการไฟฟ้า | เมื่อนักฟิสิกส์รวมเครื่องมือควอนตัม 2 ชนิดไว้ในกล่องเดียว
คุณเคยสงสัยไหมครับ ว่าเราจะรู้ได้อย่างไรว่า '1 กิโลกรัม' หรือ '1 เมตร' มันยาวเท่ากันทั่วโลก? นั่นก็เพราะเรามี 'มาตรฐาน' กลางที่ทุกคนยอมรับ... และในโลกของไฟฟ้าก็เช่นกันครับ
แต่การสร้างมาตรฐานสำหรับไฟฟ้าในระดับควอนตัมนั้นซับซ้อนกว่ามาก และล่าสุด นักวิทยาศาสตร์เพิ่งจะทำในสิ่งที่เปรียบเสมือน 'จอกศักดิ์สิทธิ์' ได้สำเร็จ
⚖️ ภาษาเดียวกันของนักวิทยาศาสตร์
เวลาเราจะวัดค่าไฟฟ้า เราจำเป็นต้องรู้ค่ากระแสไฟฟ้าในหน่วย แอมแปร์ (amperes), ความต้านทานในหน่วย โอห์ม (ohms) และแรงดันไฟฟ้าในหน่วย โวลต์ (volts) แต่ก่อนจะเริ่มวัดได้ เราต้องมีคำจำกัดความที่แม่นยำและเป็นสากลของหน่วยเหล่านี้เสียก่อน
ในปัจจุบัน การจะสร้างมาตรฐานเหล่านี้ขึ้นมาต้องใช้อุปกรณ์ควอนตัมที่แตกต่างกันถึง 2 ชนิด ซึ่งเป็นเรื่องที่ยุ่งยากและมีค่าใช้จ่ายสูงมาก
🏆 การไล่ตาม "จอกศักดิ์สิทธิ์"
"ไอเดียของการรวมมาตรฐานควอนตัมทั้งสองชนิดเข้าด้วยกันนั้นเปรียบเสมือนจอกศักดิ์สิทธิ์มาโดยตลอด" เจสัน อันเดอร์วูด (Jason Underwood) จากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐฯ (NIST) กล่าว
ความท้าทายที่สำคัญคือ อุปกรณ์ทั้งสองชนิดต้องทำงานในอุณหภูมิที่เย็นจัด และที่สำคัญคืออุปกรณ์ชนิดหนึ่งต้องใช้สนามแม่เหล็กซึ่งจะไปรบกวนการทำงานของอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่ง ทำให้ไม่สามารถนำมารวมกันได้
💎 วัสดุชนิดใหม่ที่ทำลายกำแพง
แต่ล่าสุด ทีมของอันเดอร์วูดได้ทำลายกำแพงนี้ลงได้สำเร็จ ด้วยการใช้ วัสดุควอนตัมชนิดใหม่ (novel quantum material) ที่สามารถทำงานได้โดย ไม่ต้องใช้สนามแม่เหล็ก
นั่นหมายความว่าพวกเขาสามารถนำระบบควอนตัมทั้งสองที่เคยต้องแยกจากกัน มารวมไว้ในตู้แช่แข็งชนิดพิเศษ หรือ ไครโอสแตท (cryostat) เดียวกันได้เป็นครั้งแรก ทำให้เกิดเป็นอุปกรณ์ “กล่องเดียวจบ” ที่สามารถวัดค่ามาตรฐานทางไฟฟ้าได้ครบทั้ง 3 หน่วย
🔬 ความสำเร็จและอุปสรรคที่รออยู่
แม้อุปกรณ์ใหม่นี้จะเป็นความสำเร็จครั้งยิ่งใหญ่ แต่มันก็ยังต้องได้รับการพัฒนาต่อไป เพราะความแม่นยำของมันยังถูกจำกัดจากการที่ระบบทั้งสองให้ความร้อนแก่กันเมื่ออยู่ใกล้กัน และวัสดุควอนตัมชนิดใหม่ก็ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา
ที่น่าสนใจคือ อันเดอร์วูดยังกล่าวว่าหนึ่งในอุปสรรคที่ทำให้พวกเขาไม่สามารถไปถึงความแม่นยำที่สูงกว่านี้ได้คือ "โครงสร้างพื้นฐานที่ผุพัง" ของสถาบัน NIST ซึ่งเป็นหน่วยงานของรัฐบาลสหรัฐฯ
🏡 นี่คือเรื่องใกล้ตัว และเราจะได้ประโยชน์อะไร?
การมี "มาตรฐานกลาง" ที่แม่นยำคือหัวใจสำคัญของการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมทั่วโลก รวมถึงประเทศไทย ซึ่งเรามี สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ (มว.) ทำหน้าที่ดูแลเรื่องนี้อยู่
การค้นพบที่ทำให้การสร้างมาตรฐานระดับควอนตัมเข้าถึงได้ง่ายขึ้นและมีค่าใช้จ่ายน้อยลงนี้ จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์และผู้พัฒนาเทคโนโลยีทั่วโลก รวมถึงในประเทศไทย สามารถเข้าถึงมาตรฐานที่แม่นยำสูงสุดได้ง่ายขึ้น ซึ่งจะส่งผลดีต่ออุตสาหกรรมไฮเทค, งานวิจัย และสร้างความมั่นใจว่าสินค้าที่ผลิตในประเทศไทยมีคุณภาพทัดเทียมกับมาตรฐานโลก
🎯 สรุปประเด็นสำคัญ
✅ รวมเป็นหนึ่ง: นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการสร้าง อุปกรณ์ควอนตัมเพียงชิ้นเดียว ที่สามารถใช้วัดค่ามาตรฐานทางไฟฟ้าได้ครบทั้ง 3 หน่วย คือ แอมแปร์, โอห์ม และโวลต์
✅ จอกศักดิ์สิทธิ์: ความสำเร็จนี้เปรียบเสมือน "จอกศักดิ์สิทธิ์" ของวงการไฟฟ้า เพราะในอดีตต้องใช้อุปกรณ์ที่แตกต่างกันถึง 2 ชนิด
✅ นวัตกรรมวัสดุใหม่: กุญแจสำคัญคือการใช้ วัสดุควอนตัมชนิดใหม่ ที่ไม่ต้องการสนามแม่เหล็ก ทำให้สามารถรวมระบบทั้งสองเข้าไว้ในที่เดียวกันได้
✅ เข้าถึงง่ายขึ้น: นี่คือก้าวสำคัญที่จะทำให้มาตรฐานทางไฟฟ้าในระดับควอนตัมเข้าถึงได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นทั่วโลก
💬 แล้วคุณล่ะครับ...
คุณคิดว่าการสร้าง 'มาตรฐานกลาง' แบบนี้ มีความสำคัญต่อชีวิตประจำวันของเราในด้านไหนอีกบ้างครับ? แล้วมีอะไรอีกบ้างที่เราใช้กันทุกวันนี้โดยไม่เคยรู้เลยว่ามันต้องมี "มาตรฐาน" สากลกำกับอยู่?
มาแบ่งปันมุมมองกันในคอมเมนต์... และถ้าเรื่องนี้น่าสนใจ ⚖️ อย่าลืมกดบันทึกไว้ หรือแชร์ให้เพื่อนๆ ได้ร่วมทึ่งไปกับเบื้องหลังของโลกวิทยาศาสตร์ด้วยกันนะครับ!
🔎 แหล่งอ้างอิง
1. Rodenbach, L. K., et al. (2025). A unified realization of electrical quantities from the quantum International System of Units. Nature Electronics. https://doi.org/p27b
💖 มาช่วยกันขับเคลื่อน "Witly" กันครับ!
"มาตรฐาน" คือรากฐานที่มองไม่เห็นซึ่งค้ำจุนโลกวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งหมดไว้...
เป้าหมายของ Witly ก็เช่นกัน คือการทำหน้าที่เป็น "ผู้สร้างมาตรฐาน" ที่จะกลั่นกรองข้อมูลวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน แล้วนำมาเรียบเรียงให้เป็น "มาตรฐานความเข้าใจ" ที่ทุกคนสามารถไว้วางใจได้
ทุกการสนับสนุนผ่าน "ค่ากาแฟ" ของคุณ คือพลังที่ช่วยให้เราสามารถรักษา "มาตรฐาน" ที่สูงนี้ไว้ต่อไปได้ครับ
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
