3 อัจฉริยะฟิสิกส์คว้าโนเบลฟิสิกส์ 2025 พลิกโลกด้วย ‘Quantum Tunneling’

ราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน ประกาศออกมาแล้วสำหรับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2025 หนึ่งในรางวัลที่ทรงเกียรติที่สุดในโลกวิทยาศาสตร์ ในปีนี้ตกเป็นของนักฟิสิกส์ 3 ท่าน ได้แก่ ศาสตราจารย์จอห์น คลาร์ก (John Clarke) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ (UC Berkeley) ของสหรัฐฯ, ศาสตราจารย์มิเชล เอช. เดอโวเรต์ (Michel H. Devoret) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสจากมหาวิทยาลัยเยล และ ศาสตราจารย์จอห์น เอ็ม. มาร์ตินิส (John M. Martinis) นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตซานตาบาร์บารา (UCSB) ด้วยผลงานการค้นพบปรากฏการณ์การลอดอุโมงค์ควอนตัมเชิงกลระดับมหภาค (Macroscopic quantum mechanical tunnelling) และการควอนไทซ์ของพลังงาน (Energy quantisation) ในวงจรไฟฟ้า หรืออธิบายง่ายๆ คือพฤติกรรมของอนุภาคในระดับควอนตัมที่สามารถ “ทะลุ” ผ่านสิ่งกีดขวางได้ราวกับไม่มีอะไรขวางกั้น

แม้จะเป็นแนวคิดที่ดูเหมือนหลุดจากนิยายไซไฟ แต่ความเข้าใจเชิงลึกในกลไกนี้กลับกลายเป็นรากฐานสำคัญของเทคโนโลยีรอบตัวเรา ตั้งแต่ เครื่อง MRI ในโรงพยาบาล ไปจนถึง สมาร์ตโฟน ที่อยู่ในมือของทุกคน และอาจเป็นก้าวย่างสำคัญสู่ยุคของ คอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่ทรงพลังยิ่งกว่าเดิม

จากทฤษฎีสุดแปลก สู่เทคโนโลยีที่จับต้องได้

ในโลกของควอนตัม กฎฟิสิกส์แบบที่เราคุ้นเคยกลับถูกท้าทาย เมื่ออนุภาคสามารถอยู่ในหลายสถานะได้พร้อมกัน หรือแม้กระทั่งผ่านทะลุกำแพงพลังงานที่ตามหลักแล้ว “ไม่ควรผ่านได้”

ผลงานของ Clarke, Devoret และ Martinis ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 คือการนำ “ความแปลกของโลกควอนตัม” มาสู่การประยุกต์ใช้ในชีวิตจริง พวกเขาสร้างสะพานเชื่อมระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมกับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ จนเกิดเป็นเครื่องมือวัดความไวสูงที่ใช้ใน MRI และเทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่

Jonathan Bagger ประธานสมาคมฟิสิกส์แห่งอเมริกา (APS) กล่าวถึงงานของทั้งสามว่าเป็น “ก้อนอิฐก้อนสำคัญของโลกควอนตัมสมัยใหม่” ที่วางรากฐานให้วิทยาศาสตร์ยุคดิจิทัลก้าวข้ามขีดจำกัดเดิมๆ

ผลงานนี้สำคัญอย่างไร?

เพื่อให้เห็นภาพชัดขึ้น มาดูว่าการค้นพบนี้ส่งผลอย่างไรต่อเทคโนโลยีรอบตัวเรา

1. การแพทย์ที่แม่นยำขึ้น: เครื่อง MRI และอุปกรณ์วัดทางการแพทย์หลายชนิดอาศัยเทคนิคการวัดที่มีความไวสูง ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากการพัฒนาแนวคิด Quantum Tunneling ที่ทีมนี้บุกเบิก
2. รากฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม: Martinis ซึ่งเคยเป็นหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ด้านควอนตัมคอมพิวติ้งของ Google และปัจจุบันร่วมก่อตั้ง Qolab กล่าวว่า งานนี้เป็นก้าวสำคัญสู่การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่อาจทรงพลังกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันหลายระดับ 
3. เทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน: แม้งานวิจัยนี้อาจไม่เชื่อมโยงโดยตรงกับโทรศัพท์มือถือทุกเครื่อง แต่ Clarke กล่าวไว้อย่างน่าคิดว่า “หนึ่งในเหตุผลพื้นฐานที่ทำให้โทรศัพท์มือถือทำงานได้ ก็เพราะงานวิจัยเหล่านี้” 

เบื้องหลังรางวัลและเรื่องเล่าของผู้ชนะ

เบื้องหลังรางวัลโนเบลครั้งนี้ยังเต็มไปด้วยเรื่องราวที่อบอุ่นและไม่คาดคิด John Martinis ถูกภรรยาปลุกในเช้าวันประกาศรางวัล และเพิ่งรู้ว่าตัวเองได้รางวัลหลังเปิดคอมพิวเตอร์เห็นชื่อและรูปบนเว็บไซต์ของโนเบล “ผมถึงกับช็อกไปเลย” เขากล่าว

ส่วน John Clarke วัย 83 ปี กล่าวด้วยความตื้นตันกับ AP ว่า “ผมแทบล้มทั้งยืน มันเป็นสิ่งที่ผมไม่เคยฝันถึงเลยในชีวิต”

มากกว่ารางวัล คือก้าวย่างของมนุษยชาติ

รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปีนี้ เป็นครั้งที่ 119 ของประวัติศาสตร์รางวัล และตอกย้ำว่าแม้แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนที่สุด ก็สามารถกลายเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนโลกได้จริง

จากอนุภาคที่ทะลุกำแพงพลังงาน สู่อุปกรณ์ที่อยู่ในมือเรา ‘Quantum Tunneling’ คือสัญลักษณ์ของความเป็นไปได้ที่ไม่รู้จบ 

สำหรับพิธีมอบรางวัลจะจัดขึ้นในวันที่ 10 ธันวาคม 2025 ซึ่งตรงกับวันครบรอบการเสียชีวิตของอัลเฟรด โนเบล โดยรางวัลปีนี้มีมูลค่ารวม 11 ล้านโครนาสวีเดน (ราว 38 ล้านบาท)

ที่มา: AP