นักวิจัยอังกฤษใช้ลูกปัดแก้วจิ๋วพัฒนากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ที่มีความละเอียดที่สุดเท่าที่เคยมี สามารถส่องวัตถุเล็กถึง 50 นาโนเมตร ซึ่งไม่เคยมีใครทำได้มาก่อน เปิดประตูสู่ “โลกนาโน” ด้วยสายตาเราตรงๆ
ทีมวิจัยบอกว่า วิธีของพวกเขานั้นละเอียดพอที่จะส่องดูไวรัสเป็นรายตัวได้เลยทีเดียว และบีบีซีนิวส์ยังระบุด้วยว่า เทคนิคของทีมวิจัยกลุ่มนี้ได้รายงานลงวารสารเนเจอร์คอมมูนิเคชันส์ (Nature Communications) ได้ประโยชน์จาก “คลื่นอีวาเนสเซนต์” (evanescent waves) ที่ปล่อยออกมาใกล้วัตถุมากๆ และกลืนหายไปด้วยกัน
ลูกแก้วจิ๋วที่นักวิจัยใช้นั้น ช่วยจับแสงและปรับโฟกัสแสงใหม่ แล้วลำเลียงลำแสงส่องไปยังกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ทำให้นักวิจัยมองเห็นรายละเอียดของภาพได้ด้วยตาตัวเอง ซึ่งปกติแล้วการส่องกล้องจุลทรรศน์ดูสิ่งที่เล็กมากๆ นั้นจะถูกกำจัดให้ส่องภาพด้วยวิธีทางอ้อม อย่างเช่นกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (atomic force microscopy) หรือกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด (scanning electron microscopy) เป็นต้น
ตามทฤษฎีแล้วการใช้แสงที่ตามองเห็น (visible light) เพื่อส่องวัตถุเล็กขนาดนี้ เป็นการขัดต่อกฎของแสง และโดยปกติวัตถุขนาดเล็กที่สุดที่จะมองเห็นได้ด้วยแสงที่ตามองเห็นนี้จะถูกกำหนดด้วยคุณสมบัติทางกายภาพที่เรียกว่า “ข้อจำกัดการเลี้ยวเบน” (diffraction limit)
คลื่นแสงนั้น จะแผ่กระจายไปอย่างธรรมชาติและเลี่ยงไม่ได้ในเส้นทางที่จำกัดต่อองศาที่แสงจะถูกโฟกัสได้ หรือเทียบเท่ากับขนาดของวัตถุที่จะถูกสร้างขึ้นมาเป็นภาพได้ และที่พื้นผิวของวัตถุ “คลื่อนอีวาเนสเซนต์” เหล่านี้จะถูกสร้างขึ้น
ด้วยชื่อที่บอกเป็นนัยๆ อยู่แล้ว คลื่นอีวาเนสเซนต์จะเลือนหายไปอย่างรวดเร็วตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น แต่คลื่นชนิดนี้ไม่ขึ้นกับข้อจำกัดการเลี้ยวเบน ดังนั้นหากเราจับแสงชนิดนี้ได้ เราก็จะได้ภาพที่มีความละเอียดมากขึ้นกว่าวิธีในการสร้างกำลังขยายภาพแบบปกติ
ศ.หลิน ลี (Lin Li) จากศูนย์วิจัยการประมวลผลเลเซอร์ (Laser Processing Research Centre) มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (University of Manchester) และคณะใช้ลูกปัดแก้วขนาดจิ๋ววัดวางบนพื้นผิวของตัวอย่างที่พวกเขาศึกษา ลูกปัดเหล่านั้นจะรวมแสงที่ส่งผ่านตัวอย่าง แล้วรวบคลื่นอีวาเนสเซนต์และโฟกัสแสงไปในทิศทางที่เลนส์กล้องจุลทรรศน์จะรับแสงเหล่านั้นได้
ทีมวิจัยบันทึกภาพเล็กๆ ของตัวอย่างโลหะหลายชนิด รวมถึงร่องขนาดนาโนเมตรในแผ่นบลูเรย์ (Blu-Ray) เพื่อแสดงให้เห็นว่าความละเอียดของภาพด้วยวิธีใหม่ที่พัฒนาขึ้นมานี้ ชนะทุกความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั้งหมดที่เคยมีก่อนหน้านี้ ถึงแม้จะทดลองกับโลหะ แต่ ศ.ลี มองว่าเทคนิคนี้จะมีประโยชน์กับการศึกษาทางชีววิทยาอย่างมาก ในการศึกษากิริยาระดับนาโนที่ยากจะสังเกตได้โดยตรง
“งานที่เรามองว่าน่าจะสนใจในเทคนิคนี้น่าจะเป็นการศึกษาเซลล์ แบคทีเรีย และแม้กระทั่งไวรัส สำหรับเทคโนโลยีที่ใช้ในปัจจุบันนั้นค่อนข้างจะกินเวลามาก อย่างเช่นการใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง (fluorescence optical micoscopy) ต้องใช้เวลาเตรียมตัวอย่างหนึ่งถึง 2 วัน และมีอัตราความสำเร็จในการเตรียมตัวอย่างเพียง 10-20% เท่า” ศ.ลียกตัวอย่างประโยชน์ที่จะได้เพิ่มขึ้นจากการศึกษาเซลล์ได้โดยตรง
ด้านออร์ทวิน เฮสส์ (Ortwin Hess) จากมหาวิทยาลัยอิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน (Imperial College London) กล่าวว่า เป็นเรื่องที่ทั้งน่าชื่นชมและน่าตื่นเต้นที่ได้เห็นปรากฏการณ์เหล่านี้มารวมกัน เพราะปรากฏการณ์ที่ทีมวิจัยสร้างขึ้นมานั้นเป็นปรากฏการณ์ที่ไม่มีคาดหวังว่าจะทำได้
