การค้นพบ “รังสีเอกซ์” ในปี 1895 สู่รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ครั้งแรกของโลก

8 พฤศจิกายน 2567

“รังสีเอกซ์” หรือ “X-rays” เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งของ “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” ที่มีพลังงานสูงและมีความยาวคลื่นที่สั้นมาก ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เจ้ารังสีเอกซ์จะอยู่ระหว่าง “รังสีอัลตราไวโอเลต” และ “รังสีแกมมา” มีคุณสมบัติพิเศษสามารถทะลุผ่านวัตถุได้ โดยเฉพาะวัตถุที่มีความหนาแน่นต่ำ ในขณะที่วัตถุที่มีความหนาแน่นสูงจะสามารถดูดซับรังสีและปรากฏเป็นเงาในภาพถ่ายได้

ด้วยคุณสมบัติของเจ้ารังสีตัวนี้ทำให้ถูกนำไปใช้ในวงการ “แพทย์” สำหรับ “ถ่ายภาพเอกซเรย์” เพื่อตรวจหาหรือวินิจฉัยอวัยวะในร่างกาย ก่อนนำไปสู่การรักษาต่าง ๆ เป็นตัวช่วยสำคัญในการรักษาคนไข้ ในปัจจุบันยังมีการนำรังสีนี้ไปใช้ในด้าน “การศึกษา” สำหรับการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลและนำไปใช้ศึกษาเกี่ยวกับวัตถุหรือสิ่งต่าง ๆ นอกโลก ทั้งยังสามารถนำไปใช้ในด้าน “อุตสาหกรรม” เพื่อ “ตรวจสอบความสมบูรณ์ของวัตถุ” ในอุตสาหกรรมการผลิตได้

ซึ่งเจ้ารังสีเอกซ์นี้ถูกค้นพบครั้งแรกในวันที่ “8 พฤศจิกายน ปี 1895” โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน “วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน (Wilhelm Conrad Röntgen) 🇩🇪” ขณะที่ทำการทดลองเกี่ยวกับ “การปล่อยรังสีจากหลอดแคโทด” นำไปสู่การสังเกตของเขาที่นำไปสู่การค้นพบรังสีชนิดนี้ที่มีคุณสมบัติหลัก ๆ คือ “ทะลุผ่านวัตถุบางชนิดได้ โดยไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า” ซึ่งนั่นก็คือเจ้า “รังสีเอกซ์” นี่เอง!!

แน่นอนว่าคุณสมบัติของรังสีนี้ทำให้ได้รับ “รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์” กลายเป็นรางวัลโนเบลครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของสาขานี้ ทำให้เรินต์เกนถูกยกย่องว่าเป็น “ผู้บุกเบิกทางวิทยาศาสตร์” คนสำคัญ และส่งผลต่อประโยชน์มากมายที่ได้รับจากการค้นพบของเขา 🩻

เหตุจูงใจที่ทำให้ “วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน” ศึกษาเรื่อง “การปล่อยรังสีจากหลอดครูกส์”

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เป็นยุคของวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะด้าน “ฟิสิกส์” ได้รับการพัฒนาเป็นอย่างมาก เฉพาะอย่างยิ่งกับการศึกษาในเรื่องที่เกี่ยวกับ “ปรากฏการณ์ของไฟฟ้าและแสง” ซึ่งนักวิทยาศาสตร์โดยส่วนใหญ่จะสนใจการศึกษานี้ผ่านนวัตกรรมใหม่ในยุคนั้น อย่าง “หลอดแคโทด (Cathode Tube)” หรือ “หลอดครูกส์ (Crookes Tube)” มันถูกพัฒนาขึ้นจากนักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ “เซอร์ วิลเลียม ครุกส์ (Sir William Crookes) 🇬🇧” เพื่อเป็นอุปกรณ์สำหรับใช้ศึกษาเกี่ยวกับเรื่องการแผ่รังสีในสุญญากาศและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็ก

โดยหนึ่งในการค้นพบที่น่าสนใจจากหลอดครูกส์ของ “ไฮน์ริช เฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) 🇩🇪” และ “ฟิลิปป์ เลนาร์ด (Philipp Lenard) 🇩🇪” ได้ค้นพบว่า “เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านหลอดครูกส์ในสภาวะสุญญากาศ จะเกิดการแผ่รังสีชนิดหนึ่งที่สามารถเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงและทำให้เกิดเงาบนฉากหลังได้” ด้วยการศึกษานี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งได้รับแรงจูงใจที่จะลองศึกษาเกี่ยวกับการค้นพบนี้ แล้วนำไปต่อยอดการค้นคว้าที่จะสร้างประโยชน์ได้ในอนาคต

“วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน (Wilhelm Conrad Röntgen) 🇩🇪” คือนักฟิสิกส์คนนั้นที่สนใจในเรื่องที่เฮิรตซ์และเลนาร์ดได้ศึกษา ตัวเขาสนใจในเรื่องกลไกการทำงานของแสงและพลังงานอยู่แล้ว ทำให้เขาอยากรู้คำตอบว่าแสงชนิดนี้ที่กำลังศึกษากันอยู่มันคืออะไร? และมีคุณสมบัติอย่างไร? นำไปสู่จุดเริ่มต้นที่ทำให้เขาได้เริ่มศึกษาวิจัยเพื่อค้นพบคำตอบที่เขาได้ตั้งคำถามสำคัญเอาไว้

การค้นพบ “รังสีเอกซ์” ของ “วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน” และทดสอบด้วยมือของ “ภรรยา” ตัวเอง

การค้นพบรังสีเอกซ์ได้เริ่มขึ้น โดยมีการบันทึกผลการทดลองลงในหนังสือ “Über eine neue Art von Strahlen” หรือชื่อภาษาทางการ “On a New Kind of Rays” ใน “วันที่ 8 พฤศจิกายน ปี 1895” ขณะที่เรินต์เกนได้กำลังทำการทดลองในห้องมืดกับหลอดครุกส์เป็นเวลาร่วม 7 สัปดาห์

เขาสังเกตเห็นการเรืองแสงแปลกประหลาดเกิดขึ้นบน “แผ่นฟลูออเรสเซนต์” ที่ตั้งอยู่ใกล้กับหลอดครูกส์ แม้ว่าหลอดนี้จะถูกปิดไว้ด้วยกระดาษสีดำ ซึ่งไม่สามารถที่จะให้แสงปกติเล็ดลอดออกมาได้ สิ่งนี้ทำให้เรินต์เกนได้พบว่ามีรังสีที่ยังไม่เคยมีการค้นพบมาก่อน โดยสันนิษฐานว่า “รังสีนี้สามารถทะลุผ่านกระดาษและวัตถุอื่น ๆ ได้”

เขาจึงเรียกชื่อรังสีนี้ว่า “เอกซ์ (X)” หรือ “X-Rays” เนื่องจากสัญลักษณ์ตัว X แสดงถึงสิ่งที่ยังไม่รู้จักอย่างแน่ชัดเกี่ยวกับมัน เขาได้ทำการทดสอบด้วยกระบวนการต่าง ๆ เพื่อให้เข้าใจในเรื่องนี้ โดยนำวัตถุเช่น กระดาษ ผ้า และเนื้อเยื่อในร่างกาย จนพบว่ารังสีนี้สามารถทะลุผ่านวัตถุดังกล่าวได้ แต่เมื่อนำวัตถุบางชนิดที่มีความหนาแน่นสูง เช่น กระดูกหรือโลหะบางชนิดมาทดสอบ ก็พบว่ารังสีนี้จะถูกดูดกลืนบางส่วน และปรากฏเป็นเงาทึบแทน

ด้วยการทดสอบจากวัตถุที่มีความหนาแน่นสูง ทำให้เขาทดลองใช้ฟิล์มถ่ายภาพบันทึกภาพเงาจากรังสีเอกซ์ โดยให้ภรรยาของเขา “แอนนา เบอร์ธา ลุดวิก (Anna Bertha Ludwig) 🇨🇭” วางมือบนแผ่นฟิล์มแล้วฉายรังสีนี้ไปที่มือของนาง ผลที่ได้จากภาพฟิล์มคือภาพเงาของกระดูกจากมือของเธอรวมไปถึงแหวนแต่งงานที่เธอสวมใส่ไว้อยู่คือภาพที่ปรากฏ จนทำให้เธอที่เห็นครั้งแรกถึงกับอุทานว่า “ฉันเห็นความตายของตัวเองแล้ว!” ทำให้ภาพจากแผ่นฟิล์มของภรรยาของเขาเป็นภาพเอกซเรย์ภาพแรกในประวัติศาสตร์ และแสดงให้เห็นว่ารังสีนี้สามารถนำไปประโยชน์ได้โดยเฉพาะกับด้าน “การแพทย์” ที่มีผลมากมายในปัจจุบัน

การค้นพบที่สร้างประโยชน์ นำไปสู่การได้รับ “รางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์” ครั้งแรก

หลังจากการค้นพบที่เกิดขึ้นทำให้เรินต์เกนได้บันทึกการค้นพบของเขาลงในบทความ “Über eine neue Art von Strahlen” การค้นพบรังสีชนิดใหม่ที่ได้เผยแพร่ในปี 1896 เป็น 1 ปีหลังจากที่เขาได้ค้นพบและทดลองกับการค้นพบรังสีชนิดนี้ เขาได้อธิบายการทดลอง การสังเกต และคุณสมบัติของรังสีที่ค้นพบ รวมไปถึงการตั้งชื่อรังสีนี้ว่า “เอกซ์ (X)”

มีคุณสมบัติที่บันทึกไว้คือ รังสีนี้มองไม่เห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่สามารถนำไปสร้างภาพขึ้นได้บนแผ่นฟลูออเรสเซนต์หรือฟิล์มถ่ายภาพ, รังสีนี้มีพลังงานสูงและความยาวคลื่นสั้น ส่งผลให้เกิดความสามารถในการทะลุผ่านเนื้อเยื่อบางชนิดได้, ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก แสดงให้เห็นว่ารังสีนี้ไม่ใช่อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหมือนกับรังสีแคโทด และสามารถทำให้วัตถุบางชนิดเกิดการเรืองแสงได้ เช่น แผ่นฟลูออเรสเซนต์ที่สร้างภาพเงาได้ กลายเป็นการค้นพบที่ถูกพูดถึงในยุคนั้นก่อนจะถูกนำไปต่อยอดในการสร้างประโยชน์ขึ้นในอนาคต

ซึ่งเวลาผ่านมาเมื่อ “อัลเฟรด โนเบล (Alfre) 🇸🇪” นักประดิษฐ์และนักเคมีชาวสวีเดนได้ทิ้งพินัยกรรมของเขาว่ามีความประสงค์จะมอบรางวัลในสาขาต่าง ๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ โดยมีการจัดตั้งมูลนิธิ “โนเบล” ในปี 1900 เพื่อดำเนินการมอบรางวัล และให้ปีถัดไป 1901 มีการมอบรางวัลโนเบลครั้งแรกอย่างเป็นทางการ

ในวันครบรอบการเสียชีวิตของโนเบลตรงกับวันจัดพิธีการมอบรางวัลครั้งแรกที่กรุงสตอกโฮล์ม ประเทศสวีเดน 🇸🇪 ในวันที่ 10 ธันวาคม ปี 1901 มีการมอบรางวัลให้กับ 5 สาขาพร้อมกัน ซึ่งหนึ่งในสาขาที่ถูกมอบรางวัลเป็นครั้งแรกก็คือ “สาขาฟิสิกส์” ได้ถูกมอบให้กับ “วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน” กับการค้นพบ “รังสีเอกซ์” ที่ส่งผลประโยชน์อันดีในวงการ “แพทย์” นับเป็นหนึ่งในคุณประโยชน์ที่มอบให้กับมนุษยชาติในอนาคต

การได้รับรางวัลในครั้งนี้ของเรินต์เกน เขาไม่ได้จดสิทธิบัตรการค้นพบของเขา เลือกให้สิ่งที่ได้ศึกษาเป็นการเผยแพร่ความรู้ให้เป็นความรู้สาธารณะ เงินรางวัลต่าง ๆ ที่เขาได้รับก็นำไปบริจาคเพื่อการวิจัยและพัฒนาทางการศึกษา เขามองว่าการค้นพบครั้งนี้ถือเป็นการสร้างประโยชน์ส่งต่อไป เป็นแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์รุ่นหลังได้นำสิ่งที่เขาค้นพบนี้ไปต่อยอดทางการศึกษาเพื่อเป็นประโยชน์สืบต่อกันไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุด

อ้างอิง