แสงที่มนุษย์พบเจอบนโลกนี้มีอยู่มากมาย ไม่ว่าจะเป็นแสงจากดวงอาทิตย์ในเวลากลางวัน แสงจากดวงดาวในยามค่ำคืน แสงจากหลอดไฟต่างๆ หรือแม้กระทั่งแสงที่เกิดจากการส่งสัญญาณของสัตว์ อย่างเช่น หิ่งห้อย เป็นต้น แสงเหล่านี้มีทั้งเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ และมนุษย์สร้างขึ้น แล้วคุณรู้หรือไม่ว่ายังมีแสงอีกประเภทหนึ่ง ที่มีคุณสมบัติที่พิเศษแตกต่างไปจากแสงประเภทอื่นๆ ที่กล่าวมา นั่นคือ “แสงซินโครตรอน” (Synchrotron Light) แสงซินโครตรอน คืออะไร? แสงซินโครตรอน มีธรรมชาติเดียวกับแสงอาทิตย์ หรือแสงจากหลอดไฟทั่วๆ ไป แต่มีความสว่างจ้ากว่าแสงในเวลากลางวันมากกว่า 1 ล้านเท่ามีขนาดของลำแสงเล็กได้ถึงในระดับไมโครเมตร (1 ใน1,000,000 ของเมตร) หรือเทียบเท่ากับครึ่งหนึ่งของเส้นผม มีอำนาจทะลุทะลวงสูง อีกทั้งแสงนี้ยังครอบคลุม 4 ช่วงความยาวคลื่น ตั้งแต่แสงอินฟราเรด แสงที่ตามองเห็น แสงอัลตร้าไวโอเลตและรังสีเอ็กซ์ ด้วยคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ นักวิทยาาสตร์จึงใช้แสงซินโครตรอนในการไขความลับในระดับอะตอมได้มากมาย ในประเทศไทยมีสถาบันแห่งหนึ่งที่สามารถผลิตแสงซินโครตรอน สำหรับใช้ในการวิเคราะห์ วิจัย การปรับปรุงและพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อเพิ่มมูลค่าให้แก่ภาคอุตสาหกรรม นั่นคือ “สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)” ซึ่งตั้งอยู่ ณ บริเวณมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จ.นครราชสีมา โดยสถาบันแห่งนี้มีเพียงแห่งเดียวในประเทศไทย และใหญ่ที่สุดในภูมิภาคอาเซียนอีกด้วย สำหรับเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนนั้นนับว่าเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อนทางเทคโนโลยีวิศวกรรม และเป็นโครงสร้างพื้นฐานอันสำคัญต่อการพัฒนาประเทศทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ช่วยเพิ่มมูลค่าเศรษฐกิจ พัฒนาคุณภาพชีวิตของประชาชนให้ทัดเทียมนานาอารยะประเทศ โดยประโยชน์หลักจากแสงซินโครตรอนนั้นใช้เพื่อการวิเคราะห์วิจัยเชิงลึกทางวิทญาสตร์ของวัตถุต่างๆ ในระดับอะตอมและโมเลกุล สามารถทดสอบได้ทั้งวัตถุที่มีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว ก๊าซ แม้กระทั่งพลาสมา คุณสมบัติของแสงซินโครตรอน แสงซินโครตรอนที่ผลิตขึ้น ณ ห้องปฏิบัติการแสงสยามมีความสว่างกว่าแสงในเวลากลางวันกว่าล้านเท่า คมชัด ความเข้มสูง อำนาจการทะลุทะลวงสูง และมีขนาดของลำแสงเล็กมากเทียบเท่ากับระดับความหนาของเส้นผม ทำให้สามารถศึกษาถึงโครงสร้างระดับอะตอมของธาตุชนิดต่างๆได้ นอกจากนี้ยังครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นต่อเนื่อง ตั้งแต่ รังสีอินฟราเรด แสงที่ตามองเห็น รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีเอกซ์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเลือกใช้ช่วงความยาวคลื่นหรือพลังงานที่เหมาะสม เพื่อนำมาใช้ศึกษาในงานวิจัยด้านต่างๆตามที่ต้องการได้ วิธีการผลิตแสงซินโครตรอน ขั้นตอนที่หนึ่ง คือ การผลิตอิเล็กตรอน โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าให้กับไส้โลหะของปืนอิเล็กตรอนจนร้อน จนทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมา จากนั้นจึงใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าแรงสูงขั้วบวกในการดึงอิเล็กตรอนให้วิ่งไป ในทิศทางเดียวกัน ขั้นตอนที่สอง เป็นการเร่งความเร็วอิเล็กตรอนในแนวเส้นตรง ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคแนวตรง หรือ linac เพื่อเร่งอิเล็กตรอนมีความเร็วสูงในระดับที่ต้องการ (40 ล้านอิเล็กตรอนโวลท์) จากนั้นป้อนอิเล็กตรอนนี้เข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลมหรือเครื่องซินโค รตรอน ขั้นตอนที่สาม อิเล็กตรอนภายในเครื่องซินโครตรอนจะถูกบังคับให้วิ่งเป็นวงกลมและ มีความเร็วเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งมีความเร็วสูงเกือบเท่าความเร็วแสง (1, 000 ล้านอิเล็กตรอนโวลท์ หรือ 1 GeV) หลังจากนั้นอิเล็กตรอนจะส่งเข้าสู่วงกักเก็บอิเล็กตรอนเป็นขั้นตอนสุดท้าย ขั้นตอนที่สี่ วงกักเก็บอิเล็กตรอนทำ หน้าที่เพิ่มพลังงานเร่งอิเล็กตรอนให้มีพลังงานสูงถึง 1,200 […]
