สำนักราชบัณฑิตยสภา

สุทั ศน์ ยกส้าน วารสารราชบัณฑิตยสถาน ปีที่ ๓๗ ฉบับที่ ๑ ม.ค.-มี.ค. ๒๕๕๕ 161 หนึ่งศตวรรษแห่งการพบสภาพน� ำยวดยิ่ง* สุทัศน์ ยกส้าน ภาคีสมาชิก ส� ำนักวิทยาศาสตร์ ราชบัณฑิตยสถาน บทคัดย่อ เมื่อ ๑๐๐ ปีก่อนนี้ นักฟิสิกส์ชาวเนเธอร์แลนด์ ชื่อ ไฮเก คาเมอลินก์ ออนเนส (Heike Kamerlingh Onnes) ได้พบว่า โลหะบางชนิดไม่มีความต้านทานไฟฟ้าเมื่ออุณหภูมิลดต�่ ำใกล้ ๒-๓ เคลวิน ปรากฏการณ์นี้คือ สภาพน� ำยวดยิ่ง นักฟิสิกส์ต้องใช้เวลานานถึง ๔๖ ปีจึงสามารถอธิบาย ได้ว่าปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และมีประโยชน์อย่างไร เมื่อถึง ค.ศ. ๑๙๘๖ ซึ่งได้มีผู้ค้นพบ ตัวน� ำยวดยิ่งชนิดใหม่ นักฟิสิกส์จึงตระหนักว่า เรายังเข้าใจปรากฏการณ์นี้ไม่ดีพอ แม้จะยังไม่มีทฤษฎีอธิบายสมบัติของตัวน� ำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง แต่ตัวน� ำยวดยิ่งเหล่านี้ก็ ถูกน� ำมาใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น ตรวจดูภายในร่างกาย และค้นหาอนุภาคที่ให้ก� ำเนิดมวล ค� ำส� ำคัญ : สภาพน� ำยวดยิ่ง, ตัวน� ำยวดยิ่งอุณหภูมิต�่ ำ, ตัวน� ำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง * บรรยายในการประชุมส� ำนักวิทยาศาสตร์ ราชบัณฑิตยสถาน เมื่อวันพุธที่ ๗ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๔ เมื่อวันที่ ๘ เมษายน ค.ศ. ๑๙๑๑ นักฟิสิกส์ชาวเนเธอร์แลนด์คนหนึ่ง คือ Heike Kamerlingh Onnes ได้พบปรากฏการณ์สภาพน� ำยวดยิ่ง ซึ่งเป็นภาวะที่ตัวน� ำไม่มีความต้านทานไฟฟ้าเลยแม้แต่น้อย ใน วันนั้น Onnes ได้จดบันทึกในสมุดรายงานการทดลองที่มหาวิทยาลัย Leiden ว่า ปรอทบริสุทธิ์มีค่าความ ต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิ -๒๗๐ องศาเซลเซียส และเหตุการณ์ปรอทหมดความต้านทานไฟฟ้านี้ เกิดขึ้นอย่างฉับพลันก่อนที่อุณหภูมิของปรอทจะลดถึงศูนย์องศาสัมบูรณ์ ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่มีนักฟิสิกส์คน ใดคาดคิดมาก่อน และไม่มีใคร ณ เวลานั้นสามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นได้ ตามค� ำอธิบายเดิม ๆ เช่น ทฤษฎีของ Lord Kelvin ได้ให้เหตุผลว่า ตามปรกติกระแสไฟฟ้าเกิด จากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และถ้าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้อย่างสะดวก ความต้านทานไฟฟ้าจะมีค่า น้อย ในทางตรงกันข้าม ถ้าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อย่างยากล� ำบาก ความต้านทานไฟฟ้าจะมีค่ามาก ทฤษฎี ของ Kelvin จึงพยากรณ์ต่ออีกว่า ที่อุณหภูมิศูนย์องศาสัมบูรณ์ อิเล็กตรอนทุกตัวจะหยุดนิ่ง ดังนั้น ความ ต้านทานไฟฟ้าของสารทุกอย่าง ณ อุณหภูมินี้จะมีค่ามากถึงอนันต์