โลหะ INVAR รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 1920
ครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของรางวัลโนเบลที่มีการมอบรางวัลให้กับการค้นพบด้านโลหวิทยา (metallurgy) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษาพฤติกรรมและกระบวนการของโลหะ โดยโลหะที่ถูกค้นพบเป็นโลหะผสมมีชื่อว่า อินวาร์ (INVAR alloy) ชื่อของมันมาจากคำว่า invariable ที่มีความหมายว่าไม่แปรเปลี่ยน สะท้อนจากคุณสมบัติของมัน
ผู้ค้นพบเป็นนักฟิสิกส์ชาวสวิสชื่อ Charles Édouard Guillaume ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1920 โลหะอินวาร์มีความสำคัญอย่างไรถึงขั้นทำให้ผู้ค้นพบมันได้รับรางวัลโนเบล และมีข่าวลืออะไรที่ซ่อนอยู่ในรางวัลปีนี้ บทความนี้จะอธิบายให้ฟังครับ
Charles Édouard Guillaume
Charles Édouard Guillaume เกิดที่เมืองเล็กๆชื่อ Fleurier ซึ่งอยู่ไม่ไกลจากทะเลสาบเนอชาแตล ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ในครอบครัวช่างทำนาฬิกา หลังจากจบจากสถาบัน ETH Zurich (ไอน์สไตน์ก็เรียนจบจากที่นี่)ก็ไปทำงานวิจัยที่สำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศที่ฝรั่งเศส
ในตอนนั้น วงการสองวงการมีปัญหาที่ยังแก้ไม่ตกอยู่ นั่นคือ การวัดพื้นที่เพื่อทำแผนที่ และนาฬิกา ปัญหาดังกล่าวเกิดจากคุณสมบัติการขยายตัวของวัสดุจากอุณหภูมิ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้โลหะทั่วไปขยายตัว และในทางกลับกัน อุณหภูมิที่ต่ำลงก็ส่งผลให้โลหะหดตัว
ธรรมชาติดังกล่าวนี้ส่งผลให้โซ่หรือลวดที่ใช้วัดพื้นที่เปลี่ยนแปลงความยาวจนเกิดความผิดพลาด และโลหะที่อยู่ในกลไกของนาฬิกาที่เปลี่ยนแปลงความยาวนี้ส่งผลต่อความเที่ยงตรงของนาฬิกาทำให้ช่างทำนาฬิกาต้องพัฒนาเทคนิคต่างๆเพื่อชดเชยผลที่เกิดจากอุณหภูมิ (Temperature compensation)
ช่วงก่อนปี 1900 Charles Édouard Guillaume ได้ทำการศึกษาโลหะผสมระหว่างเหล็กกับนิกเกิลจนพบว่าด้วยการผสมนิกเกิลด้วยสัดส่วนที่เหมาะสม(นิกเกิล 36%)จะได้โลหะผสมที่แทบจะไม่ขยายหรือหดตัวเลย แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงไป ทำให้นำมาใช้นำเป็นก้านของนาฬิกาลูกตุ้มและชิ้นส่วนของนาฬิกาพกพาได้อย่างดีเยี่ยม นั่นคือ โลหะผสมอินวาร์ เมื่อเขาร่วมงานกับช่างทำนาฬิกาคนอื่นๆก็สามารถผลิตนาฬิกาพกพาที่ใช้งานกันทั่วไปในยุคนั้นได้สำเร็จ
อีกทั้งยังนำมาใช้งานเป็นเส้นลวดอินวาร์ (invar wire) ที่ใช้ในการทำรังวัดได้อย่างแม่นยำ (ในปี ค.ศ. 1965 เซิร์นก็ยังใช้โลหะผสมนี้ในการวัดตำแหน่งของแม่เหล็กของเครื่องเร่งอนุภาคที่ต้องการความแม่นยำสูง)
แต่เรื่องของนาฬิกายังไม่จบเท่านี้ นาฬิกาสวิสนั้นขึ้นชื่อเรื่องความแม่นยำเที่ยงตรงอย่างยิ่ง เพราะความใส่ใจพิถีพิถันและพยายามปรับปรุงให้องค์ประกอบต่างๆมีความสมบูรณ์ขึ้นเรื่อยๆ
ราวปี ค.ศ. 1912 Charles Édouard Guillaume ได้เติมโลหะอย่างแมงกานีสหรือโครเมียมเข้าไปในอินวาร์ จนได้โลหะผสมเอลินวาร์ (Elinvar) ที่ค่าความยิดหยุ่น (Elastic modulus) ไม่เปลี่ยนแปลง แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยน ซึ่งเหมาะสมยิ่งกับการนำมาใช้เป็นสปริงของนาฬิกาพกพาที่แม่นยำเข้าไปอีก
ประโยชน์ของโลหะผสมที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1920
กระนั้นก็ตาม ในเวลาต่อมา เมื่อนักประวัติศาสตร์ย้อนกลับไปมองก็พบว่ารางวัลโนเบลของเขาดูจะมีบางอย่างซุกซ่อนอยู่ ไปจนถึงวิพากษ์ว่าผลงานของเขามันเจ๋งพอจะได้รับรางวัลโนเบลหรือไม่
จริงอยู่ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์นั้นขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของอุปกรณ์การวัดอย่างชัดเจน แต่บางคนมองว่ารางวัลโนเบลที่เขาได้อาจจะเป็นสิ่งที่ออกมาขัดตาทัพ เพราะหลังจากนั้นเพียงหนึ่งปี ในปี ค.ศ. 1921 รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เป็นของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จากการค้นพบคำอธิบายเรื่องปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกส์
ในช่วงเวลานั้นทฤษฎีสัมพัทธภาพที่ไอน์สไตน์ค้นพบและทฤษฎีควอนตัมที่ไอน์สไตน์มีส่วนพัฒนาเต็มไปด้วยสิ่งที่ขัดสามัญสำนึก และการวิเคราะห์ต่างๆยังอยู่ในรูปแบบที่ยุ่งยาก (ต่างจากในตำราเรียนสมัยนี้ที่ง่ายขึ้นมากแล้ว) การตัดสินให้รางวัลแก่ไอน์สไตน์ผู้โด่งดังนั้นดูจะสร้างความหนักใจให้คณะกรรมการเพราะถ้าให้แล้วทฤษฎีถูกพบว่ามีปัญหาภายหลังจะส่งผลต่อภาพลักษณ์ของรางวัลโนเบล สุดท้ายระหว่างคิดอยู่นาน การมอบรางวัลโนเบลให้กับโฟโตอิเล็กทริกส์ดูจะเซฟที่สุด
ไม่ว่าข้อเท็จจริงเรื่องรางวัลโนเบลจะเป็นอย่างไร ประโยชน์ของโลหะผสมอินวาร์และเอลินวาร์ก็ยังเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างเป็นที่ประจักษ์อย่างแท้จริง
- 15
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
