นักฟิสิกส์ปลุกวัสดุเก่าปี 1993 สู่ Superconductors แบบใหม่ ไฟฟ้าไหลผ่านได้ 100% หากสำเร็จ รถ EV จะชาร์จไวในชั่วพริบตา

สถิติที่ยืนหยัดมานานถึง 33 ปีในวงการฟิสิกส์เพิ่งถูกทำลายลง เมื่อทีมนักฟิสิกส์จาก University of Houston ประกาศความสำเร็จในการทำให้วัสดุกลายเป็น Superconductor ที่อุณหภูมิสูงที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกภายใต้ความดันบรรยากาศปกติ นับเป็นก้าวสำคัญของเป้าหมายใหญ่ที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกไล่ล่ามาตลอดศตวรรษ นั่นคือการส่งไฟฟ้าโดยไม่สูญเสียพลังงานแม้แต่นิดเดียวในสภาพแวดล้อมที่ใช้งานได้จริง

ทีมวิจัยจาก Texas Center for Superconductivity แห่ง University of Houston (TcSUH) นำโดยคุณ Liangzi Deng และคุณ Paul Ching-Wu Chu รายงานว่าสามารถทำให้วัสดุเซรามิกที่ชื่อ Hg1223 แสดงสมบัติ Superconductor ที่อุณหภูมิ 151 เคลวิน (Kelvin) หรือประมาณ -122 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดันบรรยากาศปกติ ทุบสถิติเดิมที่ 133 เคลวิน หรือ -140 องศาเซลเซียส ซึ่งครองบัลลังก์มาตั้งแต่ปี 1993 เท่ากับยกระดับขึ้น 18 องศาเซลเซียสในคราวเดียว งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) เมื่อวันที่ 9 มีนาคม 2026

ทำไมโลกถึงรอคอย Superconductors ที่ 'ใช้งานได้จริง'

Superconductors คือสถานะของวัสดุที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้โดยมีความต้านทานเป็นศูนย์ หมายความว่าไม่มีพลังงานสูญเสียไปเป็นความร้อนเลยแม้แต่น้อย หากนำมาใช้งานได้จริงในวงกว้าง เทคโนโลยีนี้จะพลิกโฉมตั้งแต่โครงข่ายส่งไฟฟ้าที่ไร้การสูญเสียพลังงาน ศูนย์ข้อมูล (Data Center) ที่ประหยัดไฟมหาศาล รถยนต์ไฟฟ้าที่ชาร์จได้แทบจะทันที ไปจนถึงรถไฟพลังแม่เหล็ก แม่เหล็กสำหรับเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชัน และเครื่อง MRI ในโรงพยาบาล

ปัญหาคือธรรมชาติของ Superconductors นั้นเรื่องมากอย่างยิ่ง วัสดุจะเข้าสู่สถานะนี้ได้ต้องอาศัยอุณหภูมิต่ำมากจนเฉียดศูนย์สัมบูรณ์ (Absolute Zero) ที่ -273.15 องศาเซลเซียส หรือไม่ก็ต้องอยู่ภายใต้ความดันสูงมหาศาล หรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน ประโยชน์ที่ควรจะได้จึงถูกหักล้างด้วยต้นทุนของระบบหล่อเย็นและอุปกรณ์สร้างความดันขนาดใหญ่ อุณหภูมิที่นักวิจัยเรียกว่าอุณหภูมิวิกฤต (Critical Temperature) ซึ่งเป็นจุดที่ความต้านทานไฟฟ้าลดฮวบลงเป็นศูนย์ จึงกลายเป็นตัวเลขที่ทั้งวงการพยายามดันให้สูงขึ้นเรื่อยๆ ตลอดหลายทศวรรษ

เคล็ดลับอยู่ที่ 'บีบแล้วปล่อยเร็ว' เทคนิคเดียวกับที่ธรรมชาติสร้างเพชร

วัสดุพระเอกของงานนี้คือ Hg1223 Superconductor ตระกูลคิวเพรต (Cuprate) ซึ่งเป็นเซรามิกที่ประกอบด้วยชั้นของคอปเปอร์ออกไซด์สลับกับออกไซด์ของปรอท แบเรียม และแคลเซียม วัสดุตัวนี้ไม่ใช่หน้าใหม่ เพราะเป็นเจ้าของสถิติเดิมที่ 133 เคลวินมาตั้งแต่ปี 1993 สิ่งที่เปลี่ยนไปคือวิธีการปลุกศักยภาพที่ซ่อนอยู่ในตัวมัน

ทีมวิจัยใช้กระบวนการที่เรียกว่าการบีบอัดแล้วปลดความดันฉับพลัน (Pressure Quench) โดยเริ่มจากนำ Hg1223 ไปบีบอัดในเซลล์ทั่งเพชร (Diamond Anvil Cell) ที่ความดันสูงถึง 30 กิกะปาสคาล (Gigapascal) หรือเกือบ 300,000 เท่าของความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล จากนั้นจึงปลดความดันออกอย่างรวดเร็ว การปล่อยแบบฉับพลันนี้ทำให้เกิดตำหนิเล็กๆ ในโครงสร้างของวัสดุ และล็อกวัสดุไว้ในสถานะกึ่งเสถียร (Metastable) ที่ยังเก็บสมบัติเชิงควอนตัมจากสภาวะความดันสูงเอาไว้ได้ แม้ความดันจะกลับสู่ระดับปกติแล้วก็ตาม

ตัวอย่างของวัสดุกึ่งเสถียรที่คุ้นเคยที่สุดคือเพชร ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นเพียงคาร์บอนที่ถูกบีบอัดด้วยความดันมหาศาลใต้พื้นโลก แต่ยังคงโครงสร้างผลึกเดิมไว้ได้แม้ถูกขุดขึ้นมาอยู่บนผิวโลก หลักการเดียวกันนี้เองที่ทำให้ Hg1223 ยังคงเป็น Superconductor ที่อุณหภูมิสูงขึ้น โดยไม่ต้องแบกความดันมหาศาลติดตัวไปตลอด

อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย Paul อธิบายกับ Science News ว่าการปลดความดันด้วยความเร็วสูงขนาดนั้นอาจทำให้ทุกอย่างกระเด็นกระจาย เพชรอาจแตกหรือขั้วสัมผัสไฟฟ้าอาจขาด จนการวัดผลล้มเหลวทั้งหมด นี่คือเหตุผลหนึ่งที่สถิติเดิมยืนยาวมาได้กว่า 3 ทศวรรษ

พิสูจน์ผลด้วยเครื่องเอกซเรย์ระดับชาติ และความหมายต่ออนาคต

ผลการทดลองได้รับการยืนยันด้วย Advanced Photon Source (APS) เครื่องกำเนิดแสงเอกซเรย์กำลังสูงของ Argonne National Laboratory ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งสามารถติดตามความเปลี่ยนแปลงระดับจุลภาคในวัสดุได้อย่างแม่นยำ Hua Zhou นักฟิสิกส์ประจำ Argonne ระบุว่า 'นี่คือก้าวสำคัญสู่ Superconductor เชิงปฏิบัติที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิห้องและความดันปกติ' พร้อมชี้ว่าเมื่อวัสดุยังคงสภาพ Superconductor ที่ความดันปกติได้ นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกก็สามารถศึกษามันด้วยเครื่องมือที่มีอยู่แพร่หลาย และเริ่มพัฒนาเทคโนโลยีที่ทำงานภายใต้สภาวะแวดล้อมในชีวิตประจำวันได้จริง

หากถามว่า -122 องศาเซลเซียสถือว่าเย็นเยียบขนาดนั้นจะเรียกว่าความก้าวหน้าได้อย่างไร คำตอบอยู่ที่เงื่อนไขเรื่องความดัน เพราะแม้จะมีวัสดุที่ทำสถิติอุณหภูมิสูงกว่านี้อย่างแลนทานัมเดคะไฮไดรด์ (Lanthanum Decahydride) ที่ยังเป็น Superconductor ได้ถึง -13 องศาเซลเซียส ซึ่งเย็นพอๆ กับช่องแช่แข็งในตู้เย็นบ้าน แต่วัสดุตัวนั้นต้องอยู่ภายใต้ความดัน 190 กิกะปาสคาล เทียบเท่าความดันที่แกนโลกชั้นนอก ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยในการใช้งานจริง ขณะที่ Hg1223 เวอร์ชันใหม่นี้ทำงานได้ที่ความดันบรรยากาศธรรมดา จึงเปิดทางสู่การใช้งานจริงได้มากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ

ความสำเร็จครั้งนี้ยังมาพร้อมบทความ Perspective อีกชิ้นที่ตีพิมพ์ใน PNAS ฉบับเดียวกัน ซึ่ง Paul และ Liangzi ร่วมเขียนกับนักวิจัยจากหลายสถาบัน วางโรดแมป 6 แนวทางที่วงการควรเดินหน้าเพื่อดันอุณหภูมิวิกฤตให้สูงขึ้นอีก โดยหนึ่งในนั้นคือเทคนิคการปลดความดันฉับพลันที่เพิ่งพิสูจน์ผลสำเร็จนี้เอง ทั้งนี้อุณหภูมิห้องอยู่ที่ราว 300 เคลวิน เท่ากับยังมีช่องว่างอีกประมาณ 140 องศาที่ต้องไต่ขึ้นไป โดย Paul กล่าวว่า 'การค้นพบนี้มีศักยภาพมหาศาล เราเชื่อว่าหากมีคนทำงานเรื่องนี้มากพอและมีเวลามากพอ เราจะไปถึงศักยภาพนั้นได้'

งานวิจัยฉบับเต็มเผยแพร่แล้วในวารสาร PNAS และทีมวิจัยได้นำเสนอผลงานต่อที่ประชุม APS Global Physics Summit เมื่อเดือนมีนาคม 2026 แม้การใช้งานเชิงพาณิชย์ยังอยู่อีกไกล แต่การทลายสถิติที่แช่แข็งมานาน 33 ปีก็เป็นสัญญาณว่าเส้นทางสู่ Superconductor อุณหภูมิห้องกลับมามีความหวังอีกครั้ง

ที่มา: ScienceAlert, University of Houston, Science News, SciTechDaily