สวัสดีครับ หายกันไปนานเลยครับ วันนี้ทางทีม QuTE จะพาไปพูดคุยกับ รศ.ดร.บำเหน็จ สุดชมโชม จากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ นักฟิสิกส์ไทยฝีมือเยี่ยมหาคนจับยาก อีกทั้งยังเป็น 1 ในนักฟิสิกส์ไทยที่ทำงานบุกเบิกทางด้านสมบัติควอนตัมของสสารประหลาด เช่น แกรฟีน ยังไงเราลองไปความรู้จักอาจารย์กันเลยครับ
ขออนุญาตเริ่มต้นด้วยการแนะนำตัวหน่อยครับ เรียนจบปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยอะไร และทำงานวิจัยทางด้านไหนตอนเรียน
ผมจบปริญญาเอกฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยมหิดล เมื่อประมาณปี 2553 โดยทำวิจัยทางด้านทฤษฎีการขนส่งเชิงควอนตัม(quantum transport) ผ่านรอยต่อวัสดุที่เป็นแม่เหล็กและตัวนำยวดยิ่ง โดยเน้นไปที่วัสดุยุคใหม่ ในช่วงเวลาที่เรียนปริญญาเอก เป็นช่วงแรกๆที่มีการค้นพบวัสดุแกรฟีน (graphene) วัสดุชั้นเดียวของแกรไฟท์ที่ถูกแยกให้อยู่อย่างสเถียรภาพสำเร็จครั้งแรก สมบัติพื้นฐานต่างๆของวัสดุแกรฟีนยังคงต้องการงานวิจัยทั้งทางทดลองและทฤษฎีเพื่อความกระจ่างต่อการนำไปประยุกต์ใช้ต่อยอด งานวิจัยที่ทำในช่วงเรียนปริญญาเอกจึง เป็นการศึกษาสมบัติทางควอนตัมของวัสดุเหล่านี้
เหตุผลที่ทำให้คุณสนใจทำวิจัยทางด้านนี้
ก่อนอื่นต้องบอกว่าเป็นคนที่ชื่นชอบการวิจัยทางด้านทฤษฎีควอนตัมเป็นพิเศษ และมีความสนใจเรื่องฟิสิกส์พลังงานสูงด้วย บังเอิญว่า วัสดุแกรฟีน ซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายมากชนิดหนึ่ง มีพาหนะเป็นอิเล็กตรอนคล้ายอนุภาคแบบเฟอร์มิออนสัมพัทธภาพหรือดิแรกเฟอร์มิออน(Dirac fermions)จึงทำให้ยิ่งเพิ่มความสนใจ และทำให้เกิดแรงจูงใจที่จะวิจัยพฤติกรรมทางควอนตัมของดิแรกเฟอร์มิออนในระบบสสารควบแน่น โดยทำวิจัยตั้งแต่เรียนปริญญาเอกมาเรื่อยๆ และขยายงานไปสู่วัสดุชนิดอื่นด้วย เช่น วัสดุสองมิติอื่นๆ และ ฉนวนทอพอโลยี นอกจากนี้ปรากฎการณ์ทางควอนตัมในสสารควบแน่นมีอะไรให้ตื่นเต้นตลอดเวลา เช่น การค้นพบอนุภาคมาจอรานา(Majorana fermion) ในวัสดุที่มีสภาพนำยวดยิ่งและสภาพทอพอโลยีรวมกัน ซึ่งอนุภาคมาจอรานาเป็นอนุภาคที่มีสปิน ½แต่มีตัวมันเองเป็นปฎิยานุภาค แตกต่างจากอิเล็กตรอนที่มีโพซิตรอนเป็นปฎิยานุภาค อนุภาคมาจอรานายังมีบทบาทต่อการพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์อีกด้วย
ผลงานตีพิมพ์ชิ้นล่าสุดเกี่ยวกับเรื่องอะไร แล้วเราเรียนรู้อะไรใหม่เพิ่มขึ้นจากผลงานชิ้นนี้
ผลงานตีพิมพ์ชิ้นล่าสุดเป็นการศึกษาเชิงทฤษฎีการขนส่งเชิงควอนตัมของวัสดุสองมิติที่เรียกว่า ซิลิซีน(silicene) ซึ่งเป็นโครงสร้างแบบแกรไฟท์ของอะตอมซิลิกอน(คล้ายแกรฟีน)เนื่องจากอะตอมซิลิกอนมีค่าอันตรกริยาสปินออร์บิทภายในตัวเอง ซิลิซีนจึงแสดงสภาพทอพอโลยีได้ นั้นคือเป็นฉนวนภายในแต่นำไฟฟ้าได้แบบไม่สูญเสียพลังงานที่ขอบ งานวิจัยดังกล่าวพิจารณาเฟสทอพอโลยีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในซิลิซีน ทำให้รอยต่อซิลิซีน มีสมบัติการขนส่งทางควอนตัมและเฟสทอพอโลยีที่น่าสนใจ การวิจัยนี้ช่วยให้ผมและนักศึกษาปริญญาเอกได้องค์ความรู้ทางทอพอโลยีในวัสดุใหม่ ซึ่งเราคาดหวังว่าเราจะองค์ความรู้พื้นฐานนี้ต่อยอดเพื่อศึกษาสภาพนำยวดยิ่งและสภาพทอพอโลยีที่เกิดขึ้นพร้อมกัน เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ที่จะเกิดอนุภาคมาจอรานาในระบบต่อ
งานวิจัยที่คุณทำอยู่ถือได้ว่าเป็นต้นน้ำ(พื้นฐาน) กลางน้ำ(ส่งต่อ) หรือปลายน้ำ(นำไปใช้)
แน่นอนว่างานผมเป็นการวิจัยพื้นฐาน ผมต้องการมีความรู้พื้นฐานของวัสดุแต่ล่ะชนิดแล้วจึงจะเริ่มนำมันไปใช้ประโยชน์ เช่นถ้าเราจะนำวัสดุ แกรฟีนไปใช้ทำทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า(field effect transistor)เราต้องทราบสูตรพื้นฐานที่ได้จากทฤษฎี และจากการวิจัยพื้นฐานเชิงทดลอง เป็นต้น เพื่อนำไปสร้างหรือออกแบบในวงจรที่ใช้งาน แต่ถ้าเราไม่มีความรู้พื้นฐานของวัสดุยุคใหม่เลย เราย่อมไม่สามารถนำมันมาใช้ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ หรือใช้มันสร้างนวัตกรรมไม่เป็นนั้นเอง
แล้วคุณคิดว่างานวิจัยส่วนไหน(แบบไหน)สำคัญมากน้อยอย่างไร
โดยส่วนตัวผมน่ะครับ คิดว่างานวิจัยพื้นฐานทั้งทฤษฎีและทดลองมีความสำคัญต่อการพัฒนาประเทศมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงปัจจุบันที่ประเทศเราต้องการการสร้างนวัตกรรมขึ้นมาใช้เองทั้งเชิงพานิชย์และการพึ่งพาตนเอง เพราะว่างานวิจัยพื้นฐานเป็นจุดเริ่มของการเกิดวิทยาการและนวัตกรรมทุกอย่างที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้ ถ้าบุคคลากรในประเทศไม่มีองค์ความรู้พื้นฐานขั้นสูงที่เพียงพอ ประเทศเราจะสร้างนวัตกรรมได้ในระดับสามัญธรรมดาเท่านั้น ผมอยากจะเปรียบเทียบบั้งไฟ กับ ยานอวกาศ ซึ่งต่างเป็นนวัตกรรมทั้งคู่แต่แตกต่างกันตรงที่ความรู้พื้นฐานในการสร้างนวัตกรรม จะเห็นได้ว่าบั้งไฟนั้นใช้ภูมิปัญญาทางฟิสิกส์ เคมี และวิศวกรรมระดับภูมิปัญญาชาวบ้านเท่านั้น ต่างกับการสร้างยานอวกาศหรือดาวเทียมนั้นใช้ความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์ เคมี วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมขั้นสูง เพื่อวิจัยพัฒนาและสร้างซึ่งจะเกิดผลกระทบต่อโลกมาก สรุปในมุมมองของผมก็ประมาณว่า องค์ความรู้พื้นฐานยิ่งสูงยิ่งสร้างนวัตกรรมขั้นสูงได้นั้นเอง และถ้าประเทศมีความรู้พื้นฐานขั้นสูงจำนวนมากๆนวัตกรรมจะเกิดขึ้นตามในลักษณะแปรผันตรงกัน
ทิศทางของงานวิจัยในอนาคตที่คุณสนใจทำ
ผมต้องออกตัวก่อนว่าผมชอบงานวิจัยทางฟิสิกส์ทุกอย่าง เพียงแต่โดยส่วนใหญ่ที่ผ่านมาและตอนนี้ผมทำในส่วนของทฤษฎีสสารควบแน่น ซึ่งผมกำลังสนใจการเกิดเฟสทอพอโลยีในวัสดุใหม่ๆ โดยกำลังสนใจเป็นพิเศษคือการเกิดกลุ่มอนุภาคประหลาด(Exotic particles) เช่น อนุภาคมาจอราน่า ในสภาพนำยวดยิ่งแบบทอพอโลยี ซึ่งจะช่วยวงการในการพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์ในอนาคต นอกจากนี้ผมยังต้องการสร้างกลุ่มนักวิจัยพื้นฐานที่มีองค์ความรู้ทางฟิสิกส์ทฤษฎีเน้นสสารควบแน่นขั้นสูงเพื่อเป็นฐานความรู้ที่สำคัญให้นักวิจัยเชิงทดลองและนักนวัตกรรมของประเทศเข้มแข็ง
เป็นยังไงกันบ้างครับ น่าจะได้เห็นภาพกว้างเกี่ยวกับงานวิจัยที่อาจารย์ บำเหน็จ ทำอยู่นะครับ สำหรับงานวิจัยสาขาฟิสิกส์ของวัสดุประหลาดนั้นถือได้ว่าเป็นสายงานที่ได้รับความสนใจจากฟิสิกส์ทั่วโลกมากๆ เพราะความรู้ความเข้าใจนั้นจะพาให้ก่อเกิดเทคโนโลยีใหม่ๆในอนาคตอันใกล้แน่นอน นั้งรอ นอนรอ กันได้เลยครับ หากใครสนใจงานทางด้านนี้ก็ลองติดต่อสอบถามพูดคุยกับอาจารย์ได้เลยนะครับ
ยังไงทีม QuTE ขอขอบคุณ อ.บำเหน็จ สุดชมโชม เป็นอย่างมากนะครับที่สละเวลามาพูดคุย ทางทีมเชื่อว่าเป็นประโยชน์กับน้องที่อยากเป็นนักฟิสิกส์ในอนาคตแน่นอน
