เบื้องหลังรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี 2005

"มันเป็นช่วงเวลาที่ยอดเยี่ยมมาก! ผมเกษียณไม่ได้หรอก!"

• เรื่องราวเบื้องหลังผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี 2005

• ในช่วงทศวรรษ 1970 ศาสตราจารย์เฮนช์แห่งสถาบันมักซ์พลังค์ได้เสนอ optical frequency comb ซึ่งเป็นแสงหลายความถี่ที่เรียงตัวห่างกันอย่างสม่ำเสมอในย่านความถี่

• optical frequency comb สามารถใช้เป็นไม้บรรทัดสำหรับวัดแสงอื่นได้ผ่านการเกิด beating (ปรากฏการณ์บีตที่เกิดขึ้นเมื่อแสงสองลำมีความถี่ต่างกันเล็กน้อยมาพบกัน)

• แต่ในเวลานั้นยังไม่มีเทคโนโลยีที่จะสร้าง optical frequency comb แบบนี้ได้

• หลังจากนั้นอีก 20 ปี ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ก็มีการพัฒนาเลเซอร์แบบ mode-lock (เลเซอร์ที่สร้างแสงหลายความถี่พร้อมกัน) ขึ้นมา

• กลุ่มของเฮนช์สร้างต้นแบบของ optical frequency comb ได้ แต่ก็ยังไม่สามารถได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ

• ในเวลาเดียวกัน จอห์น ฮอลล์ ซึ่งเป็น fellow ที่ JILA (สถาบันวิจัยร่วมระหว่างสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งสหรัฐฯ กับมหาวิทยาลัยโคโลราโด) ก็ทำวิจัยคล้ายกันอยู่ แต่มีข้อจำกัดเพราะใช้เลเซอร์ที่ไม่ใช่ mode-lock laser

• ในปี 1997 ขณะที่ฮอลล์กำลังจะปิดฉากอาชีพ 40 ปีที่ JILA และกำลังพิจารณาเกษียณ สตีเวน คันดิฟฟ์ได้เข้าร่วมสถาบัน เขาเป็นผู้เชี่ยวชาญด้าน mode-lock laser และนำ mode-lock laser ที่เคยสร้างไว้ที่ Bell Labs มาด้วย

• ในปี 1998 ฮอลล์ไปเยี่ยมห้องแล็บของเฮนช์ และตระหนักว่าเลเซอร์ที่จะทำให้ต้นแบบของ frequency comb สมบูรณ์นั้นอยู่กับตัวเขาและคันดิฟฟ์เอง

• แต่ยังมีปัญหาอีกอย่างนอกเหนือจากเลเซอร์ กล่าวคือ หากจะใช้ frequency comb เราจำเป็นต้องปรับจุดศูนย์ของ frequency comb ให้ตรงกับความถี่ที่เรารู้อยู่แล้วได้ แต่ตอนนั้นยังไม่สามารถสร้างเงื่อนไขที่ทำให้ปรับจุดศูนย์ได้

• ชิ้นส่วนสุดท้ายของปริศนาได้รับการแก้ในงานประชุมเดือนพฤษภาคม 1999 ผ่านการนำเสนอของ Jinendra Ranka แห่ง Bell Labs และ Lucent Technologies เขาพูดถึงเส้นใยนำแสงที่ออกแบบเป็นพิเศษ ซึ่งเป็นเส้นใยที่ตรงตามเงื่อนไขสำหรับการสร้าง frequency comb

• ฮอลล์และเพื่อนร่วมงานขอเส้นใยนำแสงพิเศษนั้นมาสักสองสามชิ้น แต่ในตอนแรกถูกปฏิเสธเพราะทนายของบริษัทเห็นว่าต้องปกป้องทรัพย์สินทางปัญญา ในที่สุดด้วยเครือข่ายจาก Bell Labs ที่คันดิฟฟ์มีอยู่ นักวิจัยของ JILA ก็สามารถได้เส้นใยนำแสงมาในเดือนตุลาคม 1999

• ทีมวิจัยรวบรวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน—mode-lock laser และเส้นใยนำแสงพิเศษ—เพื่อสร้าง frequency comb แล้วใช้มันวัดความถี่ของเลเซอร์ในห้องแล็บของฮอลล์ ก่อนจะตีพิมพ์ผลลัพธ์ในช่วงต้นปี 2000 (ภายหลังจึงทราบว่าเฮนช์เองก็เคยผลิตเส้นใยนำแสงพิเศษที่บริษัทแห่งหนึ่งในเยอรมนีต้องการมาหลายปีแล้ว)

"การมีไอเดียอยู่ในหัว แล้วค้นพบว่าธรรมชาติไม่ได้ปฏิเสธไอเดียนั้น เป็นเรื่องที่น่ายินดีอย่างยิ่ง" - Jan Hall

[holynls]

เป็นการพิสูจน์ที่กินเวลายาวนานถึง 35 ปีเลยสินะ ตะลึง

[budlebee]

นึกถึงบทความที่ส่งข้อมูล 1.84Pbit โดยใช้ optical frequency comb ขึ้นมา เลยลองนำมาแปลดูครับ