🧲 ไขความลับ ‘เฟอร์โรแอคเซียลิตี’: คุณสมบัติคล้ายแม่เหล็กที่อาจปฏิวัติฮาร์ดไดรฟ์
ทุกคนรู้ไหมครับว่าแม่เหล็กทำงานอย่างไร? โดยพื้นฐานแล้ว วัสดุแม่เหล็กทั่วไปเปรียบเสมือนการรวมตัวกันของแท่งแม่เหล็กจิ๋วๆ จำนวนมาก เมื่อเรานำมันไปวางในสนามแม่เหล็ก แท่งแม่เหล็กจิ๋วเหล่านี้ก็จะพร้อมใจกันหมุนตาม... แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้ามีวัสดุชนิดหนึ่ง ที่มีคุณสมบัติคล้ายแม่เหล็ก แต่กลับ ไม่ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กใดๆ ที่เรารู้จักเลย?
นักฟิสิกส์เรียกคุณสมบัติสุดประหลาดและควบคุมไม่ได้นี้ว่า “เฟอร์โรแอคเซียลิตี” (Ferroaxiality) และมันคือปริศนาที่ท้าทายวงการวัสดุศาสตร์มานาน แต่ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่จะ “สั่ง” ให้มันขยับได้เป็นครั้งแรก... ด้วยอาวุธที่ไม่น่าเชื่ออย่าง เลเซอร์
❌ ไม่ใช่ “แท่งแม่เหล็ก” แต่เป็น “น้ำวนจิ๋ว”
แล้วเฟอร์โรแอคเซียลิตีมันคืออะไรกันแน่? จื้อหยาง เจิง (Zhiyang Zeng) หนึ่งในทีมวิจัย อธิบายว่า แทนที่จะนึกภาพแท่งแม่เหล็กจิ๋วๆ สำหรับวัสดุเฟอร์โรแอคเซียล มันจะถูกต้องกว่าถ้าเราจินตนาการถึงกลุ่มของ ไดโพล (dipoles) หรือคู่ประจุไฟฟ้าบวกและลบที่อยู่ห่างกันเล็กน้อย ซึ่งกำลังหมุนวนเป็นกระแสน้ำวนขนาดจิ๋ว (tiny whirlpools) อยู่ภายในเนื้อวัสดุ
การหมุนวนเป็นระเบียบของน้ำวนจิ๋วเหล่านี้เองที่สร้างคุณสมบัติคล้ายแม่เหล็กขึ้นมา แต่เนื่องจากมันไม่ได้ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กแบบปกติ การจะควบคุมทิศทางของ “น้ำวน” เหล่านี้จึงเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง
⚡ เมื่อ “แสงหมุน” สยบ “น้ำวนจิ๋ว”
แต่แล้วทีมของเจิงก็ได้ค้นพบกุญแจสำคัญ... พวกเขาตระหนักว่าอาจจะสามารถควบคุมน้ำวนจิ๋วเหล่านี้ได้ด้วยแสงเลเซอร์ แต่ต้องเป็นแสงเลเซอร์ชนิดพิเศษที่มี “ความหมุนวน” (swirliness) ในตัวเองด้วย
พวกเขาจึงปรับเลเซอร์ให้สร้างแสงโพลาไรซ์วงกลม (circularly polarized light) ซึ่งเป็นแสงที่มีคุณสมบัติการหมุน และเมื่อยิงแสงนี้เข้าไปในวัสดุเฟอร์โรแอคเซียล (ในที่นี้คือสารประกอบของรูบิเดียม, เหล็ก, โมลิบดีนัม และออกซิเจน) พลังงานการหมุนของแสงก็ได้ถ่ายทอดไปยังอะตอมของวัสดุ และสามารถ “สับสวิตช์” ทิศทางการหมุนของน้ำวนไดโพลได้สำเร็จ!
นี่คือครั้งแรกที่มนุษย์สามารถควบคุมคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ลึกลับนี้ได้
💾 ความหวังใหม่ของฮาร์ดไดรฟ์...ที่ยังต้องรอ
“ในฐานะการพิสูจน์หลักการ นี่คือผลลัพธ์ที่สวยงามมาก” ธีโอ เรซิง (Theo Rasing) จากมหาวิทยาลัยรัดเบาด์ในเนเธอร์แลนด์กล่าว เขาชี้ว่าวัสดุชนิดนี้ได้เข้ามาเป็นอีกหนึ่งตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการสร้างอุปกรณ์หน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพสูงขึ้นในอนาคต หรือก็คือฮาร์ดไดรฟ์ที่เก็บข้อมูลในรูปแบบของประจุแม่เหล็กไฟฟ้า
แต่... เช่นเดียวกับเทคโนโลยีล้ำสมัยอื่นๆ เรื่องนี้ก็ยังมี “แต่” ตัวใหญ่ๆ อยู่ครับ ไมเคิล เฟิร์สต์ (Michael Först) สมาชิกในทีมวิจัย ย้ำว่า “การทดลองในปัจจุบันยังจำเป็นต้องทำความเย็นให้กับวัสดุลงไปถึงประมาณ -70°C และเลเซอร์ที่ทีมของเราใช้ก็มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ดังนั้น ยังคงต้องมีงานวิจัยอีกมากก่อนที่การสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงจะกลายเป็นความเป็นไปได้จริงๆ”
🏡 มองวัสดุศาสตร์โลก สู่ศูนย์กลางเทคโนโลยีไทย
การค้นพบวิธีการควบคุมคุณสมบัติพื้นฐานของสสารในระดับที่ไม่เคยทำได้มาก่อนเช่นนี้ คือหัวใจของการขับเคลื่อนนวัตกรรมในศตวรรษที่ 21 แม้ว่าเฟอร์โรแอคเซียลิตีอาจจะยังดูไกลตัว แต่การวิจัยวัสดุศาสตร์ขั้นสูงคือรากฐานสำคัญของอุตสาหกรรมเป้าหมายของประเทศไทย ไม่ว่าจะเป็นอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ, ยานยนต์ไฟฟ้า หรือการแพทย์ขั้นสูง
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (MTEC) และมหาวิทยาลัยชั้นนำของไทย ต่างก็มีบทบาทสำคัญในการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่ๆ การติดตามความก้าวหน้าในระดับโลกเช่นนี้ จะช่วยให้นักวิจัยไทยสามารถมองเห็นโอกาสและสร้างสรรค์นวัตกรรมที่จะเข้ามาตอบโจทย์ความต้องการของประเทศและของโลกได้ในอนาคต
🎯 สรุปประเด็นสำคัญ
✅ ควบคุมสิ่งที่ควบคุมไม่ได้: นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีควบคุม “เฟอร์โรแอคเซียลิตี” คุณสมบัติคล้ายแม่เหล็กที่ไม่ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก ได้เป็นครั้งแรก
✅ ใช้แสงหมุนสั่ง: พวกเขาใช้ “แสงเลเซอร์โพลาไรซ์วงกลม” ที่มีคุณสมบัติการหมุน เพื่อเข้าไป “สับสวิตช์” ทิศทางการหมุนวนของไดโพลไฟฟ้าขนาดจิ๋วในวัสดุ
✅ ความหวังของฮาร์ดไดรฟ์: เทคโนโลยีนี้อาจนำไปสู่การสร้างอุปกรณ์หน่วยความจำ (เช่น ฮาร์ดไดรฟ์) ที่มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพสูงขึ้นในอนาคต
✅ ยังอยู่ในห้องแล็บ: อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ยังคงต้องทำในอุณหภูมิต่ำสุดขีด (-70°C) และใช้เลเซอร์ขนาดใหญ่ ซึ่งหมายความว่ายังห่างไกลจากการนำไปใช้งานจริง
💬 แล้วคุณล่ะครับ...
การค้นพบวิธีการ ‘ควบคุม’ สิ่งที่ดูเหมือนจะควบคุมไม่ได้ในธรรมชาติ ทำให้คุณคิดถึงขีดจำกัดของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในอนาคตอย่างไรบ้างครับ?
🔎 แหล่งอ้างอิง
1. Zeng, Z., et al. (2025). Photo-induced nonvolatile rewritable ferroaxial switching. Science. http://doi.org/p8vw
🙏 ถึงผู้อ่านทุกท่าน
ผมตั้งใจทำเนื้อหาเชิงสารคดีในเพจนี้ขึ้นมา เพื่อสร้างพื้นที่แห่งความรู้ที่เข้มข้นและเข้าถึงง่ายสำหรับทุกคน เนื้อหาทุกชิ้นเกิดขึ้นจากการค้นคว้าและเรียบเรียงอย่างสุดความสามารถโดยไม่มีองค์กรใดสนับสนุน
ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมาตั้งแต่เดือนเมษายน ผมมีความสุขที่ได้แบ่งปันเรื่องราวต่างๆ และใช้ทุนทรัพย์ส่วนตัวในการดำเนินงานมาโดยตลอดด้วยความเต็มใจ แต่เมื่อเพจยังไม่มีรายได้เข้ามาเลย การที่จะสร้างสรรค์ผลงานดีๆ ต่อไปในระยะยาวก็เป็นเรื่องที่ท้าทายมากขึ้นทุกที
หากคุณชื่นชอบและเห็นคุณค่าของงานที่ผมทำ การสนับสนุนเล็กๆ น้อยๆ จากคุณจะเป็นพลังสำคัญอย่างยิ่ง เปรียบเสมือน 'ค่ากาแฟ' ที่ช่วยต่อลมหายใจ และทำให้ผมสามารถเดินหน้าสร้างสรรค์ผลงานคุณภาพต่อไปได้ เพื่อให้พื้นที่แห่งการเรียนรู้ของเรายังคงอยู่
ผมหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะได้รับความเมตตาจากทุกท่าน เพื่อให้เพจนี้ได้เดินต่อไปครับ
Link สนับสนุนค่ากาแฟ [https://ezdn.app/witlyofficial]
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
