คำถามที่คนทั่วไปซึ่งสนใจฟิสิกส์ยุคใหม่ เวลาใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์อาจต้องการรู้คำตอบมีมากมาย เช่นว่า คนเราจะมีวันได้เห็นลักษณะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในอะตอม โมเลกุล สสาร หรือในวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือไม่ และถ้าเห็นได้ เหตุการณ์ที่เห็นจะเกิดขึ้นเมื่อใด และเห็นได้ด้วยวิธีใด หรือเวลาโมเลกุลต่างๆ ทำปฏิกิริยาเคมีกัน โครงสร้างของโมเลกุลเหล่านั้นจะควบคุมและกำกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมีอย่างไร และถ้านักเคมีสามารถเปลี่ยนลักษณะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมีดังกล่าว ได้ผลลัพธ์ของปฏิกิริยาจะเป็นเช่นไร หรือเวลาแสงแดดตกกระทบผิวหนังเพื่อสร้างวิตามิน D อิเล็กตรอนในร่างกายเปิดวงแหวนคาร์บอนได้อย่างไร ตลอดจนถึงการมีคำถามที่ว่า ใครสามารถจะบอกได้ว่า ลักษณะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตสามารถเป็นข้อมูลที่บอกแพทย์ได้หรือไม่ว่า เจ้าของเซลล์กำลังจะเป็นมะเร็งหรือไม่ และแม้แต่คำถาม “ง่าย ๆ” ที่ว่า อิเล็กตรอนใช้เวลานานเท่าเพียงใดในการเปลี่ยนวงโคจรของมันรอบอะตอม เหล่านี้เป็นคำถามที่น่าสนใจมากเพราะครั้งหนึ่งในอดีตนักวิทยาศาสตร์แทบทุกคนเชื่อว่า เราจะไม่มีวันได้เห็นเหตุการณ์หรือรู้คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้เลย
แต่เมื่อถึงวันนี้ โลกมีเทคโนโลยีที่สามารถจะตอบปริศนาและข้อสงสัยทั้งหลายเหล่านี้ได้บ้างแล้ว นั่นคือ วิทยาการ วิทยาศาสตร์อัตโต (attoscience) หรือเทคโนโลยีอัตโต (attotechnology) ซึ่งเป็นผลงานบุกเบิกของนักฟิสิกส์สามคน และผลงานนี้ได้ทำให้คนทั้งสามได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปี 2023 ร่วมกันเมื่อวันที่ 3 ตุลาคมที่เพิ่งผ่านมานี้เอง
บุคคลทั้งสาม คือ Pierre Agostini (1941-ปัจจุบัน) ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ชาวฝรั่งเศสจากมหาวิทยาลัย Ohio State ที่สหรัฐอเมริกา Ferenc Krausz (1962-ปัจจุบัน) ศาสตราจารย์สัญชาติออสเตรีย-ฮังการีจากสถาบัน Max Planck Institute for Quantum Optics และมหาวิทยาลัย Ludwig Maximilian ที่เมือง Garching ในเยอรมนีกับศาสตราจารย์ Anne L'Huillier (1958-ปัจจุบัน) เชื้อชาติฝรั่งเศส-สวีเดนจากมหาวิทยาลัย Lund ในสวีเดน เพราะผลงานที่คนทั้งสามได้พัฒนาขึ้นมาได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตาม ควบคุม และปรับเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในระบบที่มีขนาดเล็กมากคือที่ระดับ 10^-18 เมตร และสามารถเห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นภายในเวลาระดับ 10^-18 วินาทีก็ได้ด้วย
ตัวเลข 10^-18 = 0.000000000000000001 มีค่าน้อยกว่า 10^-9 ซึ่งเป็นหน่วยวัดในระบบนาโนพันล้านเท่า หน่วย 10^-18 จึงมีชื่อโดยเฉพาะว่า atto ซึ่งใช้เป็นคำนำหน้าหน่วยวัด เช่น attometer = 10^-18 เมตร (และใช้อักษรย่อว่า am) กับ attosecond = 10^-18 วินาที และ picosecond = 10^-12 วินาที (คำนี้ใช้อักษรย่อว่า ps) และ femtometer = 10^-15 เมตร (ซึ่งใช้อักษรย่อว่า fm) เป็นต้น
ในภาพรวมวิทยาการที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาระบบที่มีขนาดเล็ก 10^-18 เมตร จึงมีชื่อเรียกว่าวิทยาศาสตร์อัตโต (attoscience) หรือเทคโนโลยีอัตโต (attotechnology)
โลกอัตโตจึงมีความละเอียดที่สมบูรณ์ยิ่งกว่าโลกนาโน โลกพิโค หรือโลกเฟมโตมากเป็นพันล้านเท่า ล้านเท่า และพันเท่า ตามลำดับ
ตามปกติปฏิกิริยาเคมีมักจะเกิดและสิ้นสุดภายในเวลา 10^-15 วินาที ในสมัยก่อนที่จะมียุคเฟมโต เรารู้เพียงว่า ถ้าเรามีสาร A และสาร B ซึ่งเมื่อทำปฏิกิริยากันจะได้สาร AB แต่เราจะไม่เห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ขณะสารกำลังทำปฏิกิริยากันเลยว่าอะตอมต่างๆแยกตัวกันอย่างไร มีการหมุนหรือการสั้นอย่างไร ดังนั้นข้อมูลของเหตุการณ์ระหว่างทางที่มีมากมายจึงสูญหายไป
แต่เมื่อถึงยุคเฟมโต เราได้เห็นสถานะเปลี่ยนผ่าน (transition states) ที่เกิดขึ้นขณะปฏิกิริยากำลังดำเนินอยู่ และได้เห็นอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันระหว่างสาร A กับสาร B ดังนั้นจึงสามารถวัดเวลาที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาต่างๆ ได้
ครั้นเมื่อเรามียุคอัตโต ซึ่งมีความละเอียดในการวัดยิ่งกว่ายุคเฟมโตถึง 1,000 เท่า เราก็สามารถจะไล่เรียงเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น คือ รู้มากขึ้น เช่น จากเดิมในยุคเฟมโตที่รู้ว่าเวลาเราดูภาพยนตร์ ได้เห็นเพียงว่า พระเอกได้แต่งงานกับนางเอกในตอนจบ แต่ข้อมูลจากยุคอัตโตจะทำให้เรารู้ว่า มีใครเข้ามาเกี่ยวข้องกับชีวิตของคนทั้งสองบ้าง ก่อนที่ความรักของคนทั้งสองจะสัมฤทธิ์ผล เวลาหนึ่งอัตโตวินาทีหรือ 10^-18 วินาทีที่สั้นมากนี้จึงบอกให้เรารู้ว่า ถ้าปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นโดยใช้เวลา 1 attosecond (as) นั่นหมายความว่า ภายในเวลา 1 วินาที ปฏิกิริยาเคมีเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นได้ 1 ล้านล้านล้านครั้ง ดังนั้นการกระพริบตาเพียง 1 ครั้ง ก็จะทำให้เราไม่เห็นปฏิกิริยาไปเป็นจำนวนมากถึงล้านล้านปฏิกิริยา
การสืบค้นประวัติความเป็นมาของวิทยาการอัตโตได้แสดงให้เห็นว่า
ในปี 1994 L'Huillier ซึ่งขณะนั้นกำลังทำงานวิจัยอยู่ที่องค์การ French Atomic Energy Commission ที่ Saclay ในฝรั่งเศส ได้ประสบความสำเร็จในการสร้างห้วงแสง (pulse) ที่มีช่วงสั้นมากได้ ห้วงแสง ultraviolet (UV) ที่เธอสร้างมีช่วงสั้นถึงระดับที่เป็นแสง extreme ultraviolet หรือ XUV โดยใช้วิธีที่เรียกว่า high-harmonic generation เมือเธอได้ผ่านห้วงแสงเลเซอร์ระดับ femtosecond เข้าไปอะตอมของแก๊สเฉื่อย เช่น xenon หรือ argon และได้พบว่า เมื่อสนามไฟฟ้าของแสงเลเซอร์ที่มีพลังงานสูงนั้น ชี้ไปทางทิศหนึ่ง อิเล็กตรอนในอะตอมของแก๊สจะถูกขับออกจากอะตอมไปตามทิศนั้น แต่เมื่อสนามไฟฟ้านั้นกลับทิศ อิเล็กตรอนตัวนั้นก็จะถูกนำกลับเข้าหานิวเคลียสของอะตอมอีก การพุ่งชนกันในลักษณะนี้จะปลดปล่อยคลื่นแสงที่มีความถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่เดิม (เรียก harmonic หรือ overtone) หลาย ๆ ความถี่ ซึ่งมีความยาวคลื่นต่าง ๆ กัน ดังนั้นการรวมกันแบบแทรกสอด (interference) ซึ่งมีทั้งแบบเสริมและแบบทำลายจะทำให้เกิดห้วงแสงสั้น ๆ เป็นจำนวนมาก โดยห้วงแสงเหล่านั้นจะอยู่ห่างกันประมาณ 1.3 femtosecond (fs)
ต่อมาในปี 2001 Pierre Agostini ได้ประสบความสำเร็จในการทำให้ห้วงแสงที่มี amplitude ของคลื่นที่ขึ้น-ลงและสิ้นสุดภายในเวลา 250 attosecond (as) ห้วงแสงนี้จึงมีความยาว 250 as
อีก 2 ปีต่อมา Anne L'Huillier ก็สามารถลดความยาวของห้วงแสงจนเหลือ 170 as
ถึงปี 2008 Ferenc Krausz ได้ลดความยาวของห้วงแสงลง อีกจนเหลือ 80 as
สถิติปัจจุบันของความยาวของห้วงแสง คือ 43 as
ข้อสังเกตหนึ่งสำหรับ L'Huillier คือ เธอเป็นนักฟิสิกส์สตรีคนที่ 5 ที่ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ (นักฟิสิกส์ผู้ชายได้รับไปแล้ว 220 คน) ตามหลัง Marie Curie (1867–1934) ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ในปี 1903 จากการศึกษาธรรมชาติของธาตุกัมมันตรังสี สตรีคนที่สองที่ได้รับรางวัล คือ Maria Goeppert Mayer (1906- 1972) ซึ่งได้รางวัลปี 1965 จากผลงานการเสนอแบบจำลองของนิวเคลียสด้านโครงสร้างพลังงานของอนุภาค nucleon (proton และ neutron) ในนิวเคลียส สำหรับสตรีคนที่สาม คือ Donna Strickland (1959-ปัจจุบัน) ซึ่งได้รับรางวัลปี 2018 จากผลงานการสร้างห้วงแสงเลเซอร์สั้น ๆ ระดับเฟมโตที่มีพลังงานสูงมาก จึงมีประโยชน์ในทางการแพทย์ อุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการกลาโหม สตรีคนที่สี่ คือ Andrea M. Ghez (1965-ปัจจุบัน) ซึ่งได้รับรางวัลปี 2020 จากการพบและถ่ายภาพของหลุมดำมวลอภิมหาศาลที่อยู่ ณ ใจกลางของกาแล็กซีทางช้างเผือก และที่ศูนย์กลางของกาแล็กซี Andromeda ได้เป็นครั้งแรก
สำหรับเรื่องประวัติความเป็นมาของความพยายามของมนุษย์ที่จะบันทึกภาพของสิ่งที่เราเห็นนั้น (ไม่ว่าจะช้า เร็ว หรืออยู่นิ่ง) ได้มีมาเป็นเวลานานกว่า 2,500 ปีแล้ว คือตั้งแต่เมื่อนักปรัชญาชาวจีนชื่อ Muzi ได้พบว่า เวลาแสงพุ่งผ่านรูเข็มเล็ก ๆ ที่เจาะผ่านผนังด้านหนึ่งของห้องมืดไปกระทบผนังด้านตรงกันข้าม ภาพของวัตถุที่ปรากฏบนผนังจะเป็นภาพหัวกลับ
ครั้นถึงคริสต์ศตวรรษที่ 4 Aristotle (384–322 ปีก่อนคริสตกาล) ก็ได้พบเช่นกันว่า จิตรกรสามารถใช้กล้องรูเข็มช่วยในการวาดภาพให้เหมือนจริงได้ และ Alhazen (965-1040) นักดาราศาสตร์ชาติอาหรับได้เป็นบุคคลแรกที่พบหลักการทำงานของกล้องรูเข็มในบทบาทเป็นกล้องถ่ายภาพ เขาจึงได้เขียนผลการศึกษาของเขาในประเด็นนี้ลงในตำราชื่อ “Book of Optics” เมื่อปี 1021
อีก 500 ปี ต่อมา Andreas Vesalius (1514-1564) แพทย์ชาวเบลเยี่ยม ได้พบว่า เวลาจะสอนนิสิต เรื่อง กายวิภาคศาสตร์ของคน เขาจะให้ Titian ซึ่งเป็นจิตรกรเอกในยุคนั้นวาดภาพอวัยวะภายในของศพคน ให้เหมือนจริงมากที่สุด เพื่อจะนำไปแสดงให้นิสิตเห็น โดยไม่ต้องให้นิสิตดูจากศพจริง
ลุถึงปี 1840 เมื่อ W.H.F. Talbot (1800-1877) นักประดิษฐ์ชาวอังกฤษได้พยายามวาดภาพของทะเลสาบ Como ในอิตาลีบ้าง ก็ได้พบว่าไม่ว่าจะพยายามมากสักเพียงใด ภาพที่วาดก็ไม่สวยเหมือนของจริงเลย เขาจึงคิดจะบันทึกภาพลงบนแผ่นกระดาษที่เคลือบด้วยสารเคมี แล้วให้แผ่นกระดาษรับแสงสะท้อนจากวัตถุที่เขาต้องการจะบันทึกภาพ
ในปี 1860 Louis Daguerre (1787-1851) ได้ประดิษฐ์ประดิษฐ์วิธีถ่ายภาพ โดยใช้แผ่นทองแดงที่เคลือบด้วยโลหะเงินและไอโอดีน ที่ว่องไวในการรับแสง แล้วนำแผ่นไปวางในกล้องถ่ายภาพ เพื่อรับแสงจากวัตถุ จากนั้นก็นำแผ่นทองแดงที่ได้ไปอบด้วยไอปรอท เพื่อให้เห็นถ่ายภาพแบบ Daguerre นี้ เป็นเรื่องยุ่งยากและต้องใช้เวลาในการถ่ายภาพนาน แต่ก็ได้ภาพที่ค่อนข้างคงทนถาวร แม้ภาพจะไม่คมชัดก็ตาม
ในปี 1880 Richard Maddox (1816–1902) ได้พัฒนาฟิล์มถ่ายรูปที่มีประสิทธิภาพดีขึ้น โดยใช้ gelatin เคลือบแผ่นฟิลม์และ David Gill (1848-1914) นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษก็สามารถถ่ายภาพของดาวหาง Great Comet ได้เป็นครั้งแรก ครั้นเมื่อเขาตรวจดูภาพที่ถ่ายได้ก็พบว่า มีภาพดาวฤกษ์อยู่ในภาพถ่ายเป็นจำนวนมากซึ่งดาวเหล่านี้ตาเขามองไม่เห็นด้วย จึงได้พยายามหาคำอธิบายสำหรับเรื่องนี้ และพบว่าเขาได้เปิดหน้ากล้องเป็นเวลานาน ทำให้แสงจากดาวฤกษ์ที่สลัว ๆ ได้มารวมตัวกัน จนได้ภาพที่คมชัดขึ้น
ในช่วงเวลาใกล้เคียงกันนั้น Thomas Skaife (1806-1876) ก็ได้มีความต้องการจะเห็นภาพของกระสุนปืนขณะเคลื่อนที่ จึงใช้ shutter ที่เปิดหน้ากล้องนาน 1/50 วินาที ทำให้สามารถเห็นภาพของกระสุนปืน ขณะเคลื่อนที่ไปในอากาศได้อย่างคมชัดเป็นครั้งแรก และเมื่อเขาเล็งกล้องไปที่สมเด็จพระราชินี Victoria แห่งอังกฤษ เพื่อถ่ายภาพพระองค์ เขาก็ถูกบรรดาทหารรักษาพระองค์จับกุม เพราะคิดว่าเขากำลังจะประทุษร้ายสมเด็จพระราชินี
ปี 1878 Eadweard Muybridge (1830–1904) ช่างภาพชาวอังกฤษ ได้สนใจจะถ่ายภาพของสิ่งมีชีวิตที่เคลื่อนไหวบ้าง โดยต้องการจะแสดงให้คนดูเห็นการทำงานของกล้ามเนื้อของสัตว์ขณะออกกำลังกาย และได้เลือกถ่ายภาพม้าที่กำลังวิ่ง เพราะต้องการจะรู้ว่าเท้าทั้งสี่ของม้าติดดินตลอดเวลาหรือไม่ และได้เห็นภาพของม้าที่มีขาทั้ง 4 ลอยอยู่เหนือพื้นดิน จากนั้นเขาก็ได้พัฒนาเทคนิคการถ่ายภาพต่อ โดยได้นำถ่ายภาพจำนวนมาก ณ เวลาต่าง ๆ กัน มาเรียงต่อกัน ภาพที่ได้สามารถแสดงให้เห็นการเคลื่อนไหว นี่คือ การถือกำเนิดของภาพยนตร์
ด้าน Harold Eugene Edgerton (1903–1990) ชาวอเมริกันเมื่อนำอุปกรณ์ stroboscope ซึ่งปล่อยแสง flash ออกมาเป็นห้วง ๆ และเมื่อเขานำอุปกรณ์นี้มาใช้คู่กับกล้องถ่ายรูป ก็สามารถถ่ายภาพของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเร็วได้ เช่น เห็นสไตล์และลีลาการตีกอล์ฟได้อย่างละเอือด ของ Bobby Jones ซึ่งเป็นนักกอล์ฟผู้ยิ่งใหญ่ อีกทั้งได้เห็นกระสุนปืน ขณะเจาะทะลุผลแอปเปิล รวมถึงการได้เห็นการแตกกระจายของน้ำนมเป็นรูปมงกุฎเวลาน้ำนมมีวัตถุมาตกกระทบ เป็นต้น
แม้เทคโนโลยีการสร้าง shutter ที่สามารถปิด-เปิดหน้ากล้องจะทำได้รวดเร็วสักปานใด แต่ shutter ที่มนุษย์สร้างก็ยังไม่รวดเร็วพอ เมื่อเปรียบเทียบกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอะตอม ซึ่งเป็นระบบที่มีขนาดเล็กมาก และอิเล็กตรอนในระบบมีความเร็วมาก เช่น อิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน ซึ่งในสถานะพื้นฐานมีรัศมี = 0.5 x 10^-10 เมตร และโคจรไปรอบนิวเคลียสได้ 6.6 x 10^15 รอบ ภายในเวลา 1 วินาทีความเร็วขนาดนี้ shutter ธรรมดาไม่สามารถทำงานได้รวดเร็ว ดังนั้นในการถ่ายภาพของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นภายในอะตอม นักฟิสิกส์จึงต้องใช้ shutter ที่เป็นห้วงแสง ซึ่งมีความยาวตั้งแต่ 10^-15 วินาทีลงไป
วิทยาศาสตร์อัตโตตามปกติจะไม่สามารถช่วยให้เราเห็นอิเล็กตรอนได้ เพราะถ้าเห็น เราก็จะรู้ตำแหน่งของมันได้อย่างแน่นอน ซึ่งขัดกับหลักความไม่แน่นอนของ Heisenberg แต่เราจะเห็นเพียงกลุ่มคลื่นที่ห้อมล้อมอิเล็กตรอนเท่านั้น และเห็นการเคลื่อนที่ของกลุ่มคลื่น จึงอาจเปรียบเทียบได้กับการเห็นลักษณะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน
หลักการทั่วไปที่นักวิทยาศาสตร์จะทำให้เห็นอิเล็กตรอน จึงมี 2 วิธี ดังนี้ คือ
(1) ใช้วิธีของ L'Huillier ดังที่ได้กล่าวมาแล้วในตอนต้น
และ (2) ใช้อะตอมแบบ Rydberg เพื่อสร้างห้วงแสงสั้น ๆ เพราะอะตอมแบบ Rydberg มีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ช้า เราจึงสามารถเห็นมันได้ง่าย
โดยทั่วไปอะตอม Rydberg เป็นอะตอมที่มีขนาดใหญ่กว่าอะตอมปกติมาก เพราะ อิเล็กตรอนในวงโคจรนอกๆ ได้ถูกกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งทำให้มันมีพลังงานมากขึ้น รัศมีวงโคจรจึงใหญ่ขึ้น แต่ก็ไม่ใหญ่มากเกิน จนกระทั่งมันกระเด็นหลุดไปจากอะตอม
ดังนั้นอิเล็กตรอนในอะตอม Rydberg จึงมีเลขควอนตัมที่มีค่าสูงมากเป็น 100 หรือ 1,000 ในขณะที่อะตอมปกติมีเลขควอนตัม n = 1,2,… รัศมีของอะตอม Rydberg ก็จะยาวมากด้วย คืออาจจะมากถึงระดับ 100 nanometer (nm=10^-9 m) และอะตอม Rydberg จึงใหญ่กว่าอะตอมไฮโดรเจนมากเป็นล้านเท่า
อิเล็กตรอนในอะตอม Rydberg มีคาบการโคจรประมาณ 5 x 10^-12 วินาที (5 ps) แต่อิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนมีคาบการโคจรประมาณ 25 x 10^-18 วินาที ดังนั้นคาบการโคจรของอิเล็กตรอนในอะตอม Rydberg จึงมากกว่าคาบการโคจรของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนประมาณ 200,000 เท่า ความช้ามากเช่นนี้ จึงทำให้เราสามารถเห็นการเคลื่อนที่ของมันได้ง่าย
ความมุ่งหวังของการวิจัยเรื่อง วิทยาศาสตร์อัตโตในอนาคต คือ การมีความประสงค์จะผลิต hard photons และ fast electrons ซึ่งเป็นแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก และผลิตอิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูงมาก คิอให้ห้วงแสงที่เกิดขึ้น มี amplitude สูงมาก เพราะแสงที่มีพลังงานสูง จะมีอันตรกิริยากับอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อยู่ที่วงโคจรใน ๆ ของอะตอมได้ดี การศึกษาสภาพความเป็นอยู่ของอิเล็กตรอนเหล่านี้ จึงสามารถเกิดขึ้นได้โดยวิทยาการอัตโต
จุดมุ่งหมายต่อไปในการใช้ห้วงแสงที่นานระดับ attosecond จะสามารถควบคุมฟังก์ชันคลื่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลได้ และทำให้อะตอมหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ไปในตัวกลางต่างๆ ได้ดีแตกต่างกัน ดังนั้นการทดลองใช้ attosecond pulse ทำอันตรกิริยากับอิเล็กตรอนที่อยู่ภายอะตอม และในโมเลกุล ของระบบฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา ถูกกระตุ้นจนมีผลทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีในรูปแบบต่างๆ ได้มากมาย
นั้นคือ นักวิทยาศาสตร์สามารถจะใช้ attosecond pulse ศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลที่ขึ้นกับเวลาได้ด้วย
ส่วนประเด็นเรื่องรูปทรงของห้วงแสงว่าจะมีผลเช่นไรต่อการควบคุมและติดตามการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้น ก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจอีกเรื่องหนึ่ง
เหนือสิ่งอื่นใด ความรู้ที่ได้จากการติดตามและควบคุมการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวงจรไฟฟ้า จะสามารถช่วยให้คอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาด้านประสิทธิภาพขึ้นมาก และนั่นก็จะเป็นการปฏิวัติทางเทคโนโลยีที่กำลังจะเกิดขึ้นในอนาคต โดย attoscience
อ่านเพิ่มเติมจาก “Controlling the Quantum World: The Science of Atoms, Molecules, and Photons” จัดพิมพ์โดย The National Academies Press, Washington D.C. ปี 2010
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
