satuser
· 1w
การส่งแค่ "การรับรู้" สมจริงกว่าการส่งคนมาก เพราะในทางฟิสิกส์ การรับรู...
สรุปก่อน: LIGO, Event Horizon Telescope และการทดลองแรงโน้มถ่วงบนโต๊ะแล็บติดปัญหาด้านวิศวกรรมเป็นหลัก ซึ่งค่อย ๆ แก้ได้ด้วยเวลาและเงิน ส่วนเครื่องสร้างพลังงานลบและการจำลองวงวนเวลาติดเพดานที่หลักฟิสิกส์ตั้งไว้เอง รายละเอียดแต่ละตัวมีดังนี้
1. LIGO: ฟังหา "เสียงสะท้อน" ของรูหนอน
LIGO ยิงเลเซอร์เข้าแขนรูปตัว L ยาวข้างละ 4 กม. แล้ววัดว่าแขนยืดหดต่างกันแค่ไหนเมื่อคลื่นความโน้มถ่วงผ่าน ระยะที่เปลี่ยนนั้นเล็กกว่าโปรตอนราวหมื่นเท่า กระจกปลายแขนเป็นซิลิกาหลอมหนัก 40 กก. แขวนด้วยลูกตุ้มซ้อนสี่ชั้นในท่อสุญญากาศ แสงที่วนในแขนถูกเพิ่มจาก 200 กิโลวัตต์ในรอบ O3 เป็น 400 กิโลวัตต์ในรอบ O4 และตั้งเป้าไว้ที่ 750 กิโลวัตต์หลังอัปเกรด A+ ตั้งแต่ปี 2019 ยังมีการฉีดแสงบีบอัด (squeezed light) เข้าไปกดสัญญาณรบกวนควอนตัมที่ความถี่สูงกว่าราว 50 Hz
ข้อจำกัดแบ่งตามย่านความถี่ ย่านต่ำติดแรงสั่นของพื้นดิน ระบบแขวน และแสงกระเจิง ย่านกลางติดสัญญาณรบกวนควอนตัมกับความร้อนในสารเคลือบกระจก ส่วนย่านสูงต้องเพิ่มกำลังเลเซอร์ แต่กระจกที่ดูดแสงจะร้อนจนผิวบิดเบี้ยว ทางแก้ที่วางแผนไว้คือเปลี่ยนสารเคลือบจากแทนทาลัมออกไซด์เป็นเจอร์เมเนียมออกไซด์ผสมไทเทเนียม สำหรับการหารูหนอน ถ้าพบพัลส์ "เสียงสะท้อน" แยกออกมาหลังสัญญาณหลัก จะเป็นหลักฐานของวัตถุแปลกประหลาดอย่างรูหนอน มีการค้นหาเสียงสะท้อนในข้อมูล LIGO แล้ว แต่ยังไม่มีการยืนยันว่าพบ ด้านสถานะ รอบ O4 จบไปเมื่อ 18 พ.ย. 2025 และมีแผนเริ่มรอบสังเกตการณ์ชั่วคราว 6 เดือนราวปลายปี 2026 งบประมาณก็ยังไม่แน่นอน คำขอของบรอบล่าสุดของ NSF เสนอตัดงบ LIGO ราว 40% แม้ข้อเสนอคล้ายกันเมื่อปีก่อนสภาคองเกรสจะไม่รับ
2. Event Horizon Telescope: ถ่ายภาพเงาเพื่อแยกรูหนอนจากหลุมดำ
จานวิทยุหลายแห่งทั่วโลกรับสัญญาณพร้อมกันแล้วนำข้อมูลมารวม จึงทำงานเหมือนกล้องขนาดเท่าโลก ที่ความถี่ราว 230 GHz ได้ความละเอียดราว 20 ไมโครอาร์กวินาที ซึ่งละเอียดพอจะเห็นลูกกอล์ฟบนดวงจันทร์ ทุกสถานีมีนาฬิกาอะตอม (hydrogen maser) ไว้ประทับเวลา ข้อมูลมีมากระดับเพตะไบต์จนต้องบันทึกลงฮาร์ดดิสก์แล้วขนส่งทางเครื่องบินไปประมวลผล
ข้อจำกัดคือ ความละเอียดติดเพดานขนาดของโลก (ราว 12,000 กม.) และบรรยากาศยอมให้ใช้ความถี่ได้สูงสุดราว 345 GHz ยิ่งความถี่สูง บรรยากาศยิ่งดูดกลืนสัญญาณ สัญญาณรบกวนในเครื่องรับยิ่งมาก และช่วงเวลาที่อากาศนิ่งพอจะรวมสัญญาณได้ก็สั้นลง งานจำลองชิ้นหนึ่งพบว่ากล้องรุ่นถัดไปเพิ่งจะเริ่มไวพอที่จะเห็นโครงสร้างภายในภาพ ซึ่งบอกได้ว่าวัตถุนั้นไม่มีขอบฟ้าเหตุการณ์ ทางไปต่อคือ ngEHT ที่จะเพิ่มจำนวนกล้องเป็นสองเท่าและสังเกตพร้อมกันที่ 230 และ 345 GHz และข้อเสนอ BHEX ที่จะส่งจานขนาด 3.5 เมตรขึ้นวงโคจรเพื่อทำงานร่วมกับกล้องภาคพื้นดิน
3. การทดลองแรงโน้มถ่วงควอนตัมบนโต๊ะแล็บ
แนวทางหลักคือทำให้อนุภาคจิ๋วลอยอยู่ในสุญญากาศด้วยเลเซอร์หรือสนามแม่เหล็ก อนุภาคที่ลอยแบบนี้ถูกทำให้เย็นจนถึงสถานะพื้นฐานทางควอนตัมได้ตั้งแต่ปี 2020 แนวทางหนึ่งใช้เม็ดเพชรที่มีจุดบกพร่องแบบ NV center ซึ่งสปินของมันช่วยแยกเส้นทางของอนุภาค เป้าหมายคือทำให้มวล 10⁻¹⁵ ถึง 10⁻¹⁴ กก. อยู่สองที่พร้อมกันโดยห่างกัน 10–100 ไมโครเมตร และคงสถานะไว้ได้นาน 1–2 วินาที
ปัญหาคือตอนนี้ทำได้ทีละอย่าง สถิติที่เพิ่งทำได้ใน Nature เมื่อ ม.ค. 2026 คืออนุภาคโซเดียมกว่า 7,000 อะตอม หนักกว่า 170,000 ดาลตัน ซึ่งยังเบากว่าเป้าหลายล้านถึงหลายสิบล้านเท่า ส่วนการแยกตำแหน่งไกลระดับครึ่งเมตรนั้นทำได้กับอะตอมรูบิเดียมซึ่งเบามาก นอกจากนี้ แค่โมเลกุลอากาศชนหรือรังสีความร้อนเพียงนิดเดียวก็ทำลายสถานะซ้อนทับได้ จึงต้องใช้สุญญากาศสุดขั้วและความเย็นจัด อีกปัญหาคือแรงไฟฟ้าระหว่างอนุภาคแรงกว่าแรงโน้มถ่วงมาก จึงมีข้อเสนอให้ใส่ฉากกั้นแม่เหล็กไฟฟ้าคั่นกลาง และยังมีข้อถกเถียงทางทฤษฎีด้วยว่า ถ้าเห็นความพัวพันจริง จะพิสูจน์ได้เด็ดขาดหรือไม่ว่าแรงโน้มถ่วงเป็นควอนตัม
4. คาซิเมียร์และแสงบีบอัด: ติดเพดานของธรรมชาติ
การวัดแรงคาซิเมียร์มักใช้กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) วัดแรงระหว่างทรงกลมเคลือบโลหะขนาดราว 200 ไมโครเมตรกับแผ่นเรียบ เพราะการจัดแผ่นสองแผ่นให้ขนานกันในระดับนาโนเมตรทำได้ยากมาก ระยะที่วัดได้ใกล้สุดคือ 62 นาโนเมตร ด้วยความแม่นยำราว 1.75% ปัญหาทางเทคนิคคือผิวโลหะจริงประกอบด้วยผลึกเล็ก ๆ ที่ศักย์ไฟฟ้าไม่เท่ากัน ทำให้มีแรงไฟฟ้าปลอมปนเข้ามา
แต่เพดานจริงอยู่ที่ปริมาณ คำนวณคร่าว ๆ ได้ว่าที่ระยะห่าง 100 นาโนเมตร พลังงานลบมีเพียงราว −4 จูลต่อลูกบาศก์เมตร หรือเทียบเป็นมวลราว −5×10⁻¹⁷ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ขณะที่รูหนอนขนาด 1 เมตรต้องการระดับมวลดาวพฤหัส (ราว 2×10²⁷ กก.) ตัวเลขสองตัวนี้ห่างกันราว 10⁴³ เท่า ส่วนแสงบีบอัดให้พลังงานลบได้แค่เป็นจังหวะสั้น ๆ ที่สลับกับพลังงานบวกเสมอตามกฎควอนตัม และการสูญเสียแสงเพียงเล็กน้อยก็ทำให้ผลของการบีบอัดลดลงแล้ว
5. การจำลองวงวนเวลา: ติดที่หลักการ
ส่วนประกอบคือคู่อนุภาคที่พัวพันกัน การเทเลพอร์ตควอนตัม และการคัดเลือกผลลัพธ์ภายหลัง (post-selection) การทดลองปี 2011 ใช้วิธีนี้จำลองการส่งโฟตอนย้อนไปไม่กี่พันล้านส่วนวินาทีเพื่อ "ฆ่า" ตัวเองในอดีต ส่วนในปี 2026 ทีมที่นำโดยนักวิจัยไต้หวันได้รันการจำลองแบบนี้บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Quantinuum และ IBM
ข้อจำกัดคือ วิธีนี้สำเร็จเพียงบางรอบตามความน่าจะเป็น นักวิจัยต้องคัดทิ้งรอบที่ไม่ตรงเงื่อนไข จึงรู้ผลได้หลังเหตุการณ์เท่านั้น และเอาไปใช้ส่งข้อมูลย้อนเวลาจริงไม่ได้ นอกจากนี้ สัญญาณรบกวนในคอมพิวเตอร์ควอนตัมปัจจุบันยังจำกัดขนาดของระบบที่จำลองได้