Kathryn A. Moler นักฟิสิกส์ผู้บุกเบิกการศึกษาตัวนำยิ่งยวดและนาโนสเกล
ในโลกของฟิสิกส์สมัยใหม่ การทำความเข้าใจพฤติกรรมของสสารในระดับที่เล็กที่สุดเป็นกุญแจสำคัญสู่เทคโนโลยีแห่งอนาคต Kathryn A. Moler คือหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำที่อุทิศตนให้กับการศึกษาเรื่อง ตัวนำยิ่งยวด (Superconductors) หรือวัสดุที่สามารถนำไฟฟ้าได้โดยไม่มีความต้านทานไฟฟ้าเลย ซึ่งช่วยให้การส่งพลังงานมีประสิทธิภาพสูงสุด 100% ปัจจุบันเธอไม่เพียงแต่เป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และฟิสิกส์ประยุกต์ แต่ยังดำรงตำแหน่งรองอธิการบดีและคณบดีฝ่ายวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford University)
เส้นทางวิชาการและการทำงาน
Kathryn Moler เริ่มต้นปูพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด โดยสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีในปี 1988 และปริญญาเอกในปี 1995 ซึ่งวิทยานิพนธ์ของเธอเน้นศึกษาเรื่องความร้อนจำเพาะของตัวนำยิ่งยวดกลุ่มคิวเพรต (Cuprate Superconductors) ภายใต้การดูแลของ Aharon Kapitulnik
หลังจากจบการศึกษา เธอได้สั่งสมประสบการณ์ในสถาบันวิจัยระดับโลก เริ่มจากการเป็นนักวิทยาศาสตร์รับเชิญที่ IBM T.J. Watson Research Center และทำวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน (Princeton University) ระหว่างปี 1995 ถึง 1998 ก่อนจะกลับมาร่วมงานกับคณะอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในปี 1998 และก้าวขึ้นสู่ตำแหน่งศาสตราจารย์ในเวลาต่อมา
บทบาทผู้นำด้านการวิจัย
ปัจจุบัน Moler ทำงานอยู่ที่ห้องปฏิบัติการ Geballe Laboratory for Advanced Materials (GLAM) และดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการของ Center for Probing the Nanoscale (CPN) ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) โดยร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์จาก IBM เพื่อพัฒนาวิธีการ Scanning Probe หรือการใช้หัวตรวจขนาดเล็กเพื่อวัด สร้างภาพ และควบคุมปรากฏการณ์ในระดับนาโนสเกล
ผลงานวิจัยและนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์
ความสนใจหลักของ Moler มุ่งเน้นไปที่พลวัตของวอร์เท็กซ์เดี่ยว (Single vortex dynamics) ในตัวนำยิ่งยวดทั้งแบบดั้งเดิมและแบบอุณหภูมิสูง รวมถึงการศึกษาเรื่องกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเองในระบบอิเล็กตรอนที่มีความสัมพันธ์กันสูง และการวิจัยตัวนำยิ่งยวดระดับเมโซสโกปิก (Mesoscopic superconductors) ซึ่งเป็นโครงสร้างขนาดเล็กที่มีคุณสมบัติก้ำกึ่งระหว่างระดับอะตอมและระดับมหภาค
หนึ่งในความสำเร็จที่โดดเด่นในช่วงต้นอาชีพของเธอ คือการร่วมมือกับ John Kirtley จาก IBM ซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่าคำทำนายของทฤษฎียอดนิยมเกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงนั้นมีความคลาดเคลื่อนไปถึง 10 เท่า
นอกจากนี้ ในปี 2011 กลุ่มวิจัยของเธอได้ค้นพบปรากฏการณ์ที่น่าทึ่ง โดยการนำวัสดุออกไซด์เชิงซ้อนสองชนิดที่ไม่เป็นแม่เหล็กมาวางซ้อนกัน และพบว่าบริเวณรอยต่อของวัสดุทั้งสองมีทั้งคุณสมบัติ ความเป็นแม่เหล็ก (Magnetism) และ การนำยิ่งยวด (Superconductivity) เกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งโดยปกติแล้วคุณสมบัติสองประการนี้จะขัดแย้งกัน เนื่องจากตัวนำยิ่งยวดมักจะผลักสนามแม่เหล็กออกจากตัว การค้นพบนี้จึงนำไปสู่การตั้งคำถามว่านี่คือรูปแบบใหม่ของตัวนำยิ่งยวดที่สามารถปฏิสัมพันธ์กับแม่เหล็กได้หรือไม่
| หัวข้อ | รายละเอียด |
|---|---|
| การศึกษา | ปริญญาตรี (1988) และปริญญาเอก (1995) จาก Stanford University |
| ตำแหน่งปัจจุบัน | รองอธิการบดีและคณบดีฝ่ายวิจัย, ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด |
| ความเชี่ยวชาญ | ตัวนำยิ่งยวด, ฟิสิกส์นาโนสเกล, Scanning Probe Methods |
| สถาบันวิจัยหลัก | Center for Probing the Nanoscale (CPN), Geballe Laboratory (GLAM) |
ข้อเท็จจริงสำคัญ
- เป็นสมาชิกของ U.S. National Academy of Sciences ซึ่งเป็นเกียรติยศสูงสุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกา
- ได้รับรางวัลทรงเกียรติมากมาย เช่น William L. McMillan Award สำหรับผลงานด้านฟิสิกส์สสารควบแน่น และ Packard Fellowship
- มีผลงานตีพิมพ์จำนวนมากที่มุ่งเน้นการสร้างภาพ (Imaging) และการวัดค่าความหนาแน่นของซูเปอร์ฟลูอิด (Superfluid density) ในวัสดุตัวนำยิ่งยวด
- เป็นผู้เชี่ยวชาญในการใช้เทคนิค SQUID susceptometry เพื่อตรวจวัดคุณสมบัติทางแม่เหล็กในระดับละเอียด
คำถามที่พบบ่อย
Kathryn A. Moler เชี่ยวชาญด้านใดเป็นพิเศษ?
เธอเชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์ของตัวนำยิ่งยวด โดยเฉพาะการศึกษาพฤติกรรมของวอร์เท็กซ์ (Vortex) และการใช้เครื่องมือวัดระดับนาโนสเกลเพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของวัสดุ
การค้นพบเรื่องวัสดุออกไซด์เชิงซ้อนในปี 2011 มีความสำคัญอย่างไร?
เป็นการค้นพบว่าความเป็นแม่เหล็กและการนำยิ่งยวดสามารถดำรงอยู่ร่วมกันได้ในบริเวณรอยต่อของวัสดุ ซึ่งท้าทายความเชื่อเดิมที่ว่าคุณสมบัติทั้งสองนี้ไม่สามารถเข้ากันได้
Center for Probing the Nanoscale (CPN) ทำหน้าที่อะไร?
เป็นศูนย์วิจัยที่มุ่งเน้นการพัฒนาเทคนิค Scanning Probe เพื่อใช้ในการวัด สร้างภาพ และควบคุมปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในระดับนาโนสเกล โดยเป็นการร่วมมือกันระหว่างมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและ IBM
รางวัล William L. McMillan Award คืออะไร?
เป็นรางวัลที่มอบให้แก่ผู้ที่มีผลงานโดดเด่นและสร้างคุณประโยชน์อย่างยิ่งต่อวงการฟิสิกส์สสารควบแน่น (Condensed Matter Physics)