นักฟิสิกส์สวีเดนทำตาม "บอห์ร" ได้จริง บังคับอิเล็กตรอนวิ่งรอบนิวเคลียส

นักฟิสิกส์สวีเดน บังคับอิเล็กตรอน ให้โคจรรอบนิวเคลียส เหมือนการเคลื่อนที่ของดวงดาว โดยการกระตุ้นและยิงคลื่นไฟฟ้าใส่อะตอมโพแทสเซียม สร้างการเคลื่อนที่ เหมือนแบบจำลองอะตอมของ "บอห์ร" นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลแห่งศตวรรษที่ผ่านมา คาดประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงคอมพิวเตอร์ยุคถัดไป

เมื่อปี 2456 นีลส์ บอห์ร (Niels Bohr) นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก ได้นำเสนอทฤษฎีแบบจำลองอะตอม ของอะตอมไฮโดนเจน ที่มีอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส เหมือนการโคจรของดวงดาว

แบบจำลองของบอห์ร นำไปสู่ความเข้าใจทั้งคุณสมบัติเชิงเคมี และความเข้าใจโครงสร้างของอะตอม และทำให้เขาเองได้รับรางวัลโนเบลในอีก 9 ปีต่อมา

หากแต่แนวคิดของเขาก็ถูกแทนที่ด้วยหลักกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งชี้ว่าอิเล็กตรอนไม่มีตำแหน่งที่แน่นอนและรูปแบบการเคลื่อนที่เหมือนคลื่น

ผ่านไปเกือบร้อยปี นักฟิสิกส์ชาวสวีดิช จากมหาวิทยาลัยไรซ์ (Rice University) ได้สร้างภาพโครงสร้างอะตอมที่คล้ายกัน ในขนาดมิลลิเมตร

ฝ่ายประชาสัมพันธ์ของมหาวิทยาลัยไรซ์ ได้เผยแพร่ผลงานของทีมวิจัย ซึ่งกระตุ้นอะตอมของโพแทสเซียมให้อยู่ในสภาวะเร้าสุดขีด จากนั้นก็ยิงชุดคลื่นไฟฟ้าสั้นๆ เข้าไป เพื่อบังคับอะตอมให้อยู่ในโครงสร้างคล้ายเป็นจุดเดียว แล้วทำให้อิเล็กตรอนซึ่งถูกกำจัดวงโคจรห่างจากนิวเคลียส

ข่าวแถลงจาก ม.ไรซ์ ยังให้ข้อมูลด้วยว่า ในความเป็นจริงอะตอมหลายๆ อะตอมนั้นกลายเป็นอะตอมขขนาดใหญ่โตมาก และมีเส้นผ่านศูนย์กลางเกือบถึง 1 มิลลิเมตรเลยทีเดียว

ทั้งนี้ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยไรซ์ยังได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยแห่งสหรัฐฯ โอคริดจ์ (Oak Ridge National Laboratory) และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา (Vienna University of Technology) ประเทศออสเตรีย ในการศึกษาครั้งนี้ด้วย

"ในระบบที่ใหญ่เพียงพอนั้น ผลเชิงควอนตัมในระดับอะตอม ก็จะเปลี่ยนสู่กลศาสตร์ดั้งเดิม ซึ่งพบได้ในแบบจำลองของบอห์ร จากการใช้อะตอมริดเบิร์ก (Rydberg atoms) ที่ถูกกระตุ้น และให้ชุดคลื่นสนามแม่เหล็กเข้าไป เราสามารถจัดการการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและสร้างการเคลื่อนเป็นวงกลมเหมือนการโคจรของดวงดาว" คำอธิบายของแบร์รี ดันนิง (Barry Dunning) ผู้นำการวิจัย พร้อมด้วยแซม วอร์เดน (Sam Worden ) และเฮเลน วอร์เดน (Helen Worden ) ศาสตราจารย์จากคณะฟิสิกส์และดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยไรซ์

"จากการวัดของเรา แสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอน พยายามรักษาระดับการจำกัดวงในหลายๆ วงโคจร และประพฤติตัวคล้ายอนุภาคตามทฤษฎีดั้งเดิม" ดันนิงกล่าว และยังระบุอีกว่างานวิจัยนี้มีศักยภาพ ที่จะประยุกต์ใช้เพื่อปรับปรุงคอมพิวเตอร์รุ่นถัดไป และเป็นพื้นฐานในการศึกษาความอลหม่านแบบดั้งเดิมและเชิงควอนตัม

งานวิจัยนี้ยังเผยแพร่ผ่านวารสารวิชาการฟิสิคัลรีวิวเลตเตอร์ส (Physical Review Letters) ฉบับออนไลน์ โดยได้ทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน มูลนิธิโรเบิร์ต เอ เวลช์ (Robert A. Welch Foundation) และกองทุนกระทรวงพลังงานและวิทยาศาสตร์แห่งออสเตรีย.