เคยสงสัยกันมั้ยครับว่า ทำไมสมการคณิตศาสตร์เวลาเราหาค่าตัวแปรที่ไม่รู้ค่า เราจึงมักแทนค่ามันไว้ในตัวแปร x, x จึงเป็นตัวแทนของความไม่รู้ไปโดยปริยาย เรื่องของความไม่รู้นี้ยังแฝงอยู่ในเรื่องที่เรารู้จักกันดีตั้งแต่อดีต จนถึงทุกวันนี้ นับเวลาก็ 115 ปีแล้วครับ เชิญทำความรู้จักรังสีที่เราไม่รู้จัก จากบทความนี้ครับ 

115 ปี รังสีมหาประโยชน์

ขณะที่กำลังเล่นเน็ตอยู่เพลินๆ ในช่วงเที่ยงคืน จู่ๆ ผมก็สะดุดกับความเปลี่ยนแปลงของบางสิ่งบางอย่างนั่นคือ "หน้าเว็บกูเกิล (Google)" ผมไม่แปลกใจเลย ที่บางคนจะกล่าวว่า โลกเราแบ่งออกเป็น 2 ยุค 1. ยุคก่อนมีกูเกิล 2. ยุคหลังมีกูเกิล เพราะกูเกิลทำให้การค้นหาข้อมูลอันยากลำบากกลายเป็นเรื่องง่าย

ทุกวันนี้กูเกิลเป็นเหมือนอุปกรณ์ปกติธรรมดาอย่างหนึ่งในชีวิตของมนุษย์จำนวนมากที่ใช้อินเตอร์เน็ตไปแล้ว ไม่ต่างจากเมาส์หรือคีย์บอร์ด และเป็นเร่องปกติไปแล้วเช่นกันที่กูเกิลจะใส่ลูกเล่นให้ตัวโลโก้เปลี่ยนไปเพื่อต้อนรับเทศกาลหรือวันสำคัญต่างๆ ทำให้เกิดความครึกครื้นเฮฮาบนเว็บค้นหาหน้าตาเรียบร้อยอย่างกูเกิล ไอเดียนี้เด็ดมาก ลองคิดดูว่าถ้าวันหนึ่งเราตื่นมาเห็นเมาส์ของเราแปลงร่างไปตามเทศกาลต่างๆได้ ชีวิตคงสนุกพิลึก แต่หลังๆ ไม่ใช่ "บ้าง" แล้วล่ะ เพราะกูเกิลมีลูกเล่นหนักขึ้นเรื่อยๆ ถุงกับเอาเกมแพ็กแมน (pacman) ที่สามารถเล่นได้จริงมาใส่ไว้ในโลโก้ทีเดียว ลองตามไปดูในเว็บ http://www.google.com/pacman นี้ได้

[ที่มา : http://socialmediaseo.net/2010/11/08/google-x-ray-logo/]

คืนนั้นผมเห็นกูเกิลแปลงร่างเป็นแบบนี้(ตามรูปด้านบน) เลยพยายามเดาว่าวันนี้เป็นวันสำคัญอะไร เดาไม่ออกเลยครับ โลโก้นี้มีลักษณะเป็นแสงเรืองรองสีฟ้าอ่อนๆ ของอะไรสักอย่างคล้ายๆโครงกระดูกมาเรียงกันเป็นตัวอักษร มีกุญแจ มีนก แถมคำว่ากูเกิลยังสว่างเรื่อวาบๆ เป็นจังหวะกระเพื่อมๆ เห็นแล้วมึนสายตา พอยอมแพ้ เลยเลื่อนเมาส์ไปที่โลโก้เลยรู้ว่าเป็น "วันครบรอบ 115 ปี การค้นพบรังสีเอ็กซ์" นึกถึงสมัยเรียนมหาวิทยาลัย อาจารย์ผมเคยถามเด็กๆว่า "ใครค้นพบรังสีเอ็กซ์" เด็กๆหลายคนเข้าใจว่ารังสีเอ็กซ์น่าจะค้นพบโดยคนชื่อ"เอ็กซ์" ซึ่งเป็นคำตอบที่ผิด เพราะจริงๆแล้วคำว่าเอ็กซ์นั้นหมายถึงสิง่ลึกลับที่เราไม่รู้ว่ามันคืออะไร เหมือนหนังซีรีส์เรื่อง The X-Files อะไรแบบนั้น เนื่องจากนักฟิสิกส์สมัยนั้นไม่รู้ว่ารังสีเอ็กซ์คืออะไรกันแน่ เลยเรียกไปว่าเอ็กซ์เรย์ เรียกไปเรียกมาเลยคุ้นปาก 

อออออเรินต์เกน (Wilhelm Conrad Rontgen) เป็นชื่อที่หลายคนไม่ค่อยคุ้นหู แต่ชายผู้นี้เป็นบุคคลสำคัญคนหนึ่งของโลก เพราะเขาเป็นผู้ผลิตรังสีเอ็กซ์และตรวจจับรังสีเอ็กซ์ได้เป็นคนแรก ผลงานนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์คนแรกของโลก!!! และนี่คือภาพแรกของโลกที่ถ่ายด้วยรังสีเอ็กซ์

[ที่มา : http://ax102.wordpress.com/2010/11/07/google-s-new-doodle-coming-on-moday12-2010-based-on-x-ray-theme/]

นี่ไม่ใช่มือของเรินต์เกน แต่เป็นบุคคลสำคัญของเรินต์เกนอีกที "ภรรยาของเรินท์เกน" เห็นได้ชัดว่ารังสีเอ็กซ์ทะลุผ่านกระดูกทึบๆ ไม่ค่อยได้ แต่ทะลุผ่านเนื้อหนังได้สบาย จากสมบัติที่มันสามารถทะลุทะลวงสิ่งต่างๆ ได้ดีนี่เอง ทำให้รังสีนี้ถูกประยุกต์ใช้อย่างมากมายมหาศาลตั้งแต่การแพทย์ถึงอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ตรวจดูว่าผู้ป่วยมรกระดูกหักตรงไหน หรือมีรอบร้าวในโครงเหล็กตรงไหน "แล้วรังสีเอ็กซ์มีควาามเสี่ยงต่อโรคมะเร็งจริงไหม?" รังสีเอ็กซ์ใช้ทำลายเซลล์มะเร็งได้ แต่ในการไปทำเอ็กซ์เรย์ก็มีความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งได้เช่นกัน เพราะรังสีนี้มีพลังงานสูงพอที่สร้างอนุมูลอิสระมารบกวนโครงสร้างของโปรตีนในเนื้อเยื่อร่างกาย ต่อให้ไม่เป็นมะเร็ง แต่ปริมาณรังสีที่ได้รับก็อาจทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลงในระบบสืบพันธุ์ที่มีผลต่อลูกหลานเราได้ แพทย์ (และพวกเรา) จึงต้องวินิจฉัยประเมินความเสี่ยงในเรื่องนี้อย่างระมัดระวัง ขอจบเรื่องมะเร็งเท่านี้ 

ในทางฟิสิกส์ รังสีเอ็กซ์มีประโยชน์มากมาย โดยเฉพาะในการศึกษาโครงสร้างของผลึก จนมีวิชาเรียนเกี่ยวกับการใช้รังสีเอ็กซ์เพื่อการนี้โดยเฉพาะ แม้แต่โครงสร้างของ DNA มนุษย์ที่มีลักษณะเป็นเกลียวคู่ ก็ได้รังสีเอ็กซ์นี่แหละ ส่งเข้าไปเห็น น่าแปลกที่ความรู้เร่ืองรังสีเอ็กซ์มีประโยชน์ไปถึงนอกโลก!!! เพราะนักฟิสิกส์พบว่า ดาวและวัตถุในอวกาศหลายอย่างพากันปล่อยรังสีเอ็กซ์ออกมาอย่างเอิกเกริก แต่เนื่องจากชั้นบรรยากาศของโลกเราทำตัวเหมือนเกราะหรือกระดูกแข็งๆ ที่รังสีเอ็กซ์ทะลุผ่านลงมาไม่ได้ คนเดินดินอย่างเราๆ จึงหมดสิทธิรับรังสีเอ็กซ์จากอวกาศ (ซึ่งเป็นผลดีต่อตัวเรา) เหล่านักดาราศาสตร์จึงใช้วิธีต่างๆ เช่น การส่งกล้องโทรทรรศน์ออกไปโคจรในอวกาศ เพื่อส่งอดูแหล่งปล่อยรังสีเอ็กซ์นอกโลก ในการศึกษาธรรมชาติของดวงดาวเหล่านั้น

แม้ดวงตาเราจะมองไม่เห็นรังสีเอ็กซ์ แต่การตรวจจับมันได้ทำให้ขอบเขตการรับสัใผัสของมนุษย์เราเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล ลองดูงานศิลปะชิ้นนี้ปิดท้าย! ใช่แล้วครับ รังสีเอ็กซ์ใช้ประโยชน์ได้อีกแม้ในการสร้างสรรค์งานศิลปะ
[ที่มา : http://www.likecool.com/Nick_Veasey_X-Ray_Art--Pic--Gear.html]

นิค เวเซย์ (Nick Veasey) เป็นศิลปินช่างภาพชาวอังกฤษ ผู้ถ่ายภาพด้วยรังสีเอ็กซ์ไว้อย่างสวยงามตั้งแต่รถแทรกเตอร์จนถึงเครื่องบินโบอิ้ง พูดง่ายๆ ว่า อะไรที่ไม่น่าเอ็กซ์เรย์ได้ พี่แกจับเอ็กซ์เรย์หมด ของธรรมดาๆ พอทำให้เห็น"ภายใน" แล้วกลับดูน่าสนใจขึ้นอย่างบอกไม่ถูก พอเห็นรูปที่เขาถ่ายออกมาแล้ว ก็อดคิดไม่ได้ว่าภายในช่วง 115 ปี มนุษย์เราประยุกต์ใช้รังสีเอ็กซ์กันมากมายขนาดนี้ แล้วถ้าผ่านไปอีก 100 ปี รังสีเอ็กซ์จะถูกใช้งานมากมายขนาดไหน หรือท้ายที่สุดมันจะกลายเป็นของเก่าคลาสสิคทางประวัติศาสตร์อย่างโทรเลขที่ไม่มีใครใช้อีกต่อไปที่มา : หนังสือเรื่องลึกลับธรรมดา, อาจวรงค์   จันทมาศ  สำนักพิมพ์มติชนข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับรังสีเอ็กซ์

รังสีเอกซ์ (X-ray หรือ Röntgen ray) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่นในช่วง 10 ถึง 0.01 นาโนเมตร ตรงกับความถี่ในช่วง 30 ถึง 30,000 พีต้าเฮิตซ์ (1015 เฮิตซ์)

ทฤษฎีอิเล็กตรอนสมัยปัจจุบัน อธิบายถึงการเกิดรังสีเอกซ์ว่า ธาตุประกอบด้วยอะตอมจำนวนมากในอะตอมแต่ละตัวมีนิวเคลียสเป็นใจกลาง และมีอิเล็กตรอนวิ่งวนเป็นชั้นๆ ธาตุเบาจะมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยู่น้อยชั้น และธาตุหนักจะมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยู่หลายชั้น เมื่ออะตอมธาตุหนักถูกยิงด้วยกระแสอิเล็กตรอน จะทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่ชั้นในถูกชนกระเด็นออกมาวิ่งวนอยู่รอบนอกซึ่งมี ภาวะไม่เสถียรและจะหลุดตกไปวิ่งวนอยู่ชั้นในอีก พร้อมกับปล่อยพลังงานออกในรูปรังสี ถ้าอิเล็กตรอนที่ยิงเข้าไปมีพลังงานมาก ก็จะเข้าไปชนอิเล็กตรอนในชั้นลึกๆ ทำให้ได้รังสีที่มีพลังงานมาก เรียกว่า ฮาร์ดเอกซเรย์ (hard x-ray) ถ้าอิเล็กตรอนที่ใช้ยิงมีพลังงานน้อยเข้าไปได้ไม่ลึกนัก จะให้รังสีที่เรียกว่า ซอฟต์เอกซเรย์ (soft x-ray)

กระบวนการเกิดหรือการผลิตรังสีเอกซ์ทั้งโดยฝีมือมนุษย์และในธรรมชาติ มีอยู่ 2 วิธีใหญ่ๆ ได้แก่วิธีที่ 1 เป็นวิธีผลิตรังสีเอกซ์โดยการยิงลำอนุภาคอิเล็กตรอนใส่แผ่นโลหะ เช่น ทังสเตน อิเล็กตรอน ที่เป็นกระสุนจะวิงไปชนอิเล็กตรอนของอะตอมโลหะที่เป็นเป้า ทำให้อิเล็กตรอนที่ถูกชนเปลี่ยนตำแหน่ง การโคจรรอบนิวเคลียส เกิดตำแหน่งที่ว่างของอิเล็กตรอนในวงโคจรรอบนิวเคลียสเดิม อิเล็กตรอนตัวอื่นที่ อยู่ในตำแหน่งวงโคจรมีพลังงานสูงกว่า จะกระโดดเข้าไปแทนที่ของอิเล็กตรอนเดิมแล้วปล่อยพลังงานออก มาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือ รังสีเอกซ์ เครื่องฉายรังสีเอกซ์ที่ใช้งานกันทั่วไปในโรงพยาบาลและในโรงงานอุตสาหกรรม ล้วนเป็นเครื่องผลิต รังสีเอกซ์จากวิธีการนี้วิธีที่ 2 เป็นวิธีผลิต หรือ กำเนิดรังสีเอกซ์จากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เช่น อิเล็กตรอน โปรตอนหรืออะตอม อย่างมีความเร่ง คือ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงขึ้นแล้วก็เป็น ธรรมชาติของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เอง ที่ต้องปล่อยพลังงานออกมาในรูปของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างที่ไม่มีอะไรไปห้ามได้ ซึ่งถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกปล่อยออกมามีความถี่สูงพอก็จะเป็นรังสี เอกซ์ กำเนิดรังสีเอกซ์วิธีนี้เป็นวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ที่นิยมใช้ในการผลิตรังสี เอกซ์ในห้องทดลองวิทยาศาสตร์การประยุกต์ใช้รังสีเอ็กซ์ทางด้านดาราศาสตร์ได้แก่การถ่ายภาพดวงฤกษ์หรือกาแล็กซี่ต่างๆ ในย่านรังสีเอ็กซ์ ดังตัวอย่างในรูป

[ที่มา : http://thaiastro.nectec.or.th/news/2007/news20071107.html]

ภาพที่เห็น คือภาพของดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง  ชื่อของดาวดวงนี้คือ ดาวอาร์เอกซ์ เจ 0822-4300 (RX J0822-4300) เป็นดาวนิวตรอนที่เกิดจากซูเปอร์โนวา ท้ายเรือเอ (Puppis A) ซึ่งระเบิดขึ้นเมื่อราว 3,700 ปีก่อน การสำรวจโดยหอดูดาวรังสีเอ็กซ์จันทราสามครั้งพบว่าตำแหน่งดาวเปลี่ยนไป แสดงว่าดาวกำลังเคลื่อนที่ออกจากศูนย์กลางการระเบิดอย่างชัดเจน ด้วยความเร็วถึง 4.8 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมงทำให้ดาวนิวตรอนดวงนี้จะหลุดพ้นออกจากดาราจักรทาง ช้างเผือกภายในไม่กี่ล้านปีข้างหน้า