นักฟิสิกส์ทำให้อนุภาค 10,000 ตัวฝืนกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน
เชื่อหรือไม่ว่ากฎฟิสิกส์ที่เราเรียนกันมาตั้งแต่มัธยมกำลังถูกท้าทายโดยนักวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ เมื่อล่าสุดทีมวิจัยชาวญี่ปุ่นสามารถสร้างปรากฏการณ์ที่น่าเหลือเชื่อ ด้วยการทำให้อนุภาคกว่า 10,000 ตัวไม่ปฏิบัติตามกฎข้อที่ 3 ของนิวตันได้นานถึงหนึ่งชั่วโมงเต็ม ซึ่งนี่คือความสำเร็จครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกของสสารในระดับไมโคร
นักฟิสิกส์ทำให้อนุภาค 10,000 ตัวฝืนกฎข้อที่ 3 ของนิวตัน
โดยปกติแล้ว กฎข้อที่ 3 ของนิวตันกล่าวไว้ว่า “แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยามีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้ามเสมอ” แต่ในการทดลองครั้งนี้ นักฟิสิกส์ได้พิสูจน์ให้เห็นว่า เมื่อเราควบคุมสภาวะแวดล้อมให้เหมาะสม กฎพื้นฐานนี้อาจถูกละเมิดได้ชั่วคราว ทำให้เกิดพฤติกรรมแปลกใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยเห็นมาก่อน
เบื้องหลังการทดลองที่ท้าทายกฎฟิสิกส์
ทีมวิจัยได้นำอนุภาคคอลลอยด์มาแขวนลอยในน้ำและกักขังไว้ระหว่างขั้วไฟฟ้าที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ จากนั้นพวกเขาได้ใช้สนามไฟฟ้าสลับเพื่อกระตุ้นให้อนุภาคเหล่านี้แสดงพฤติกรรมที่ผิดแปลกไปจากธรรมชาติ:
- อนุภาคขนาดต่างกันถูกนำมาผสมกันในของเหลว
- สนามไฟฟ้าสลับทำให้อนุภาคเกิดความไม่สมดุลของแรง
- อนุภาคเริ่มจับคู่และ “ไล่ล่า” กันเองแทนที่จะอยู่นิ่งๆ เหมือนทรายหรือผงแป้ง
ผลการทดลองพบว่าอนุภาคเหล่านี้ไม่ได้จับตัวเป็นก้อนถาวร แต่มีการรวมตัวและแยกตัวออกอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งนั่นคือหัวใจสำคัญของการที่นักฟิสิกส์ทำให้อนุภาค 10,000 ตัวฝืนกฎข้อที่ 3 ของนิวตันได้สำเร็จ การทำลายสมมาตรของแรงกิริยา-ปฏิกิริยาเช่นนี้ เปิดประตูไปสู่ความเข้าใจใหม่ๆ เกี่ยวกับการจัดระเบียบตัวเองของสสาร
ไม่เพียงแค่นั้น การศึกษานี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นภาพชัดเจนขึ้นว่า ปรากฏการณ์ในระดับไมโครนี้อาจเกิดขึ้นในระบบชีวภาพ เช่น กลุ่มเซลล์หรือฝูงสัตว์ในธรรมชาติ ซึ่งหากเราสามารถควบคุมกลไกนี้ได้ในอนาคต มันจะเป็นแรงบันดาลใจสำคัญในการสร้างวัสดุที่ตั้งโปรแกรมได้ หรือแม้แต่การพัฒนาหุ่นยนต์ขนาดจิ๋วที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในระดับโมเลกุล
ในมุมมองของผู้เชี่ยวชาญ การค้นพบนี้ไม่ใช่การล้มล้างทฤษฎีของนิวตัน แต่เป็นการขยายขอบเขตความรู้ให้กว้างไกลขึ้น การได้เห็นปรากฏการณ์ที่อนุภาคฝ่าฝืนกฎฟิสิกส์ดั้งเดิมถือเป็นก้าวสำคัญที่อาจเปลี่ยนโฉมหน้าของเทคโนโลยีในอนาคตได้อย่างคาดไม่ถึง
ที่มา – Physicists Made 10,000 Particles Defy Newton’s Third Law for an Hour. Here’s How