สัปดาห์นี้ฉันอยู่ที่บัลติมอร์เพื่อเข้าร่วมการประชุมประจำปีครั้งที่ 59 ของสมาคมชีวฟิสิกส์ สาขาวิชาชีวฟิสิกส์เติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากเทคนิคทางฟิสิกส์ได้เปิดช่องทางใหม่ในการศึกษาและทำความเข้าใจกระบวนการทางชีววิทยา แต่ด้วยความรู้ด้านชีววิทยาที่จำกัดของฉัน ฉันรู้สึกประหม่าว่าจะรู้สึกไม่ลึกซึ้งไปหน่อย การพูดคุยครั้งแรกของการประชุมสัมมนา ช่วยคลายความกลัว
ของฉัน
เป็นนักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกา ผู้ใช้ประโยชน์จากเทคนิคทางแสงเพื่อดักจับและจัดการกับสารชีวโมเลกุล แม้ว่าวิธีการที่คิดค้นขึ้นจะสามารถดักจับสารชีวโมเลกุลได้เพียงครั้งละหนึ่งตัว แต่ และเพื่อนร่วมงานของเธอได้บุกเบิกการใช้โครงสร้างนาโนโฟโตนิกที่สามารถดักจับสารชีวโมเลกุลหลายตัวในคลื่นนิ่ง
ที่สร้างขึ้นภายในท่อนำคลื่นแสง“นวัตกรรมการดักจับด้วยแสงของเราลดการใช้ออปติคแบบตั้งโต๊ะลงเหลือแค่อุปกรณ์ขนาดเล็กบนชิป” เมื่อทีมรายงานครั้งแรกเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่าการดักจับคลื่นนิ่งแบบนาโนโฟโตนิกเมื่อปีที่แล้ว ตั้งแต่นั้นมา และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ทำงานเพื่อรวมเครื่องหมายเรืองแสง
เข้ากับกับดักนาโนโฟโตนิกเพื่อติดตามตำแหน่งของสารชีวโมเลกุลแต่ละตัว และได้ทำการทดลองกับวัสดุท่อนำคลื่นแสงนอกเหนือจากซิลิกอนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและเปิดการใช้งานใหม่ ๆออพติคยังเป็นหลักฐานที่งานนิทรรศการอุตสาหกรรม ซึ่งมีบริษัทหลายแห่งที่ปกติแล้วผมจะเชื่อมโยง
ซึ่งกำลังจะจัดขึ้นในสัปดาห์นี้ในซานฟรานซิสโก ผู้ผลิตเลเซอร์ของสวีเดนบอกกับฉันว่าเลเซอร์โซลิดสเตตแบบปั๊มไดโอดของบริษัทนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเทคนิคทางชีวการแพทย์ เช่น กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์และรามานสเปกโทรสโกปีความละเอียดสูง ซึ่งได้กำหนดการแสดงตนในทั้งสอง
ของการวัดค่าพลังงานมืดได้อย่างมากโดยใช้เทคนิคต่างๆ ซึ่งหลายๆ วิธีช่วยเสริมซึ่งกันและกัน และทำให้เราเข้าใจคุณสมบัติของพลังงานมืดมากขึ้น ในเวลา 10 ปี เราควรจะสามารถกำหนดสมการของรัฐได้แม่นยำถึง 2% และดูว่ามันแปรผันมากกว่า 10% ในช่วง 10 พันล้านปีที่ผ่านมาหรือไม่
ในขณะเดียวกัน
ก็ทดสอบว่าฟิสิกส์ใหม่เกี่ยวข้องกับสนามควอนตัมใหม่หรือไม่ หรือทฤษฎีแรงโน้มถ่วงใหม่ เหตุการณ์ ชื่อใหญ่อื่น ๆ เช่นได้ใช้แนวทางเดียวกันอย่างชัดเจน ด้วยความก้าวหน้าดังกล่าว เราน่าจะสามารถก้าวไปสู่ขั้นของการยอมรับฟิสิกส์ใหม่ของเอกภพที่มีความเร่งอย่างมั่นคงได้ บางทีเราอาจจะซาบซึ้ง
ด้วยซ้ำว่าปริศนาว่าทำไมพลังงานมืดถึงมีอยู่และเหตุใดจึงมีคำตอบง่ายๆ ที่เผยให้เห็นบางสิ่งที่สวยงามเกี่ยวกับฟิสิกส์พื้นฐาน แต่เราไม่ควรลืมด้วยว่าสนามพลังงานมืดนั้นยังเล็กอยู่ และเราอาจมีช่วงเวลาที่ยาวนานและน่าตื่นเต้นในการสำรวจข้างหน้าก่อนที่มันจะเติบโตเต็มที่
การทำความเข้าใจสมการสถานะของพลังงานมืดอาจทำให้ความรู้ของเราเกี่ยวกับชะตากรรมของจักรวาลเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การเร่งความเร็วอย่างต่อเนื่องจะนำไปสู่เอกภพที่มีความหนาแน่นน้อยลงและเย็นลง โดยที่ขอบฟ้าของเอกภพที่มองเห็นได้จะปิดล้อมรอบผู้สังเกตการณ์แต่ละคน
และทิ้งเราไว้ในเอกภพที่มืดมิดอย่างแท้จริงในที่สุด แต่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับพลังงานมืดอาจทำให้เกิดคำถามที่ลึกซึ้งอื่นๆ ได้เช่นกัน หากการขยายตัวด้วยความเร่งเป็นหน้าต่างสู่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงใหม่ ๆ จริง ๆ แล้ว มันจะเปิดเผยมิติที่ซ่อนอยู่ของอวกาศ-เวลาที่ซ่อนอยู่ได้หรือไม่? พลังงานมืดมืดสนิท
ไม่รวมสสาร
และสนามควอนตัมอื่นๆ หรือไม่? สามารถตรวจจับการรวมตัวของพลังงานมืดซึ่งเป็นส่วนเสริมที่จำเป็นต่อการแปรผันของพลังงานมืดเมื่อเวลาผ่านไปได้หรือไม่? การรบกวนเชิงพื้นที่ของมันเดินทางด้วยความเร็วแสงเหมือนคำอธิบายสนามสเกลาร์ที่ง่ายที่สุด หรืออาจจะช้ากว่าหรือเร็วกว่าแสงด้วย
ซ้ำ และมีความแปรผันที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่เราคิดว่าเป็นค่าคงที่พื้นฐาน เช่น ค่าคงที่ความโน้มถ่วงของนิวตันหรือมวลของอิเล็กตรอนหรือไม่การแสวงหาคำตอบสำหรับคำถามที่ค้างคาเกี่ยวกับธรรมชาติของเอกภพของเรานั้นต้องใช้ทฤษฎี การจำลอง และการสังเกตควบคู่กันไป ในการค้นหาพลังงานมืด
เราจะรวบรวมข้อมูลและพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่คุ้นเคยมากขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และยินดีเช่นกัน: ดวงดาว กาแล็กซี กระจุกดาว ภูมิหลังของรังสีคอสมิก นิวตริโน และการค้นพบที่ยังไม่ได้จินตนาการ ทางข้างหน้ามีความท้าทาย แต่นักจักรวาลวิทยามีแนวคิดที่ชัดเจน
การวัดการขยายตัวของเอกภพโดยใช้ดาวฤกษ์ที่ระเบิดได้หรือซูเปอร์โนวาเป็นตัวบอกระยะทาง นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะตอบคำถามพื้นฐานที่สุดบางประการเกี่ยวกับการดำรงอยู่ เช่น เอกภพไม่มีที่สิ้นสุดหรือไม่ จักรวาลจะขยายตัวต่อไปตลอดกาลหรือไม่ หรือแรงโน้มถ่วงจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่
ชะลอการขยายตัวมากจนในที่สุดเอกภพจะเริ่มหดตัวและจบลงด้วย “วิกฤติครั้งใหญ่” ซุปเปอร์โนวามีประโยชน์ในเรื่องนี้เพราะมีความสว่างมากจนสามารถมองเห็นได้บนโลก แม้ว่าแสงของพวกมันจะเดินทางมาเป็นเวลา 10,000 ล้านปีก่อนที่มันจะมาถึงเรา นอกจากนี้ยังมีซุปเปอร์โนวาบางประเภท
ที่เรียกว่า ซึ่งทั้งหมดจะสว่างขึ้นจนถึงค่าสูงสุดเดียวกันก่อนที่จะเริ่มจางหายไป เนื่องจากเรารู้ความเร็วแสง สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการคือซุปเปอร์โนวาที่มีความสว่างปรากฏหลากหลาย หรืออีกนัยหนึ่งคือซุปเปอร์โนวาที่มีระยะห่างจากโลกต่างกัน ซูเปอร์โนวาปล่อยแสงสีน้ำเงินความยาวคลื่นสั้นเป็นส่วนใหญ่
ซึ่งขยายเป็นความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นและมีสีแดงมากขึ้นเมื่อเอกภพขยายตัว ด้วยการวัดขนาดของ “เรดชิฟต์” นี้ เราจะสามารถระบุขนาดของเอกภพเมื่อเกิดการระเบิดเทียบกับขนาดของมันในปัจจุบัน แม้ว่านักดาราศาสตร์ ได้เสนอไว้แล้วในทศวรรษที่ 1930 ว่าสามารถวัดค่าดังกล่าวได้ แต่ซุปเปอร์โนวาที่เรดชิฟต์
แนะนำ 666slotclub / hob66