พลาสมา

ลองจินตนาการถึงพลังที่ทำให้ดวงดาวส่องแสงเจิดจ้าบนท้องฟ้ายามค่ำคืนสิ. พลังที่ทำให้เกิดสายฟ้าฟาดที่น่าเกรงขามในพายุฝน หรือแสงออโรร่าที่เต้นระบำอย่างนุ่มนวลบนท้องฟ้าแถบขั้วโลก. พลังนั้นคือฉันเอง. ฉันอยู่ทุกหนทุกแห่งในจักรวาลนี้. อันที่จริงแล้ว มากกว่าร้อยละ 99 ของทุกสิ่งที่เรามองเห็นได้ล้วนประกอบขึ้นจากฉัน. แต่เป็นเวลาหลายพันปีที่มนุษย์มองเห็นฉัน แต่ไม่รู้ว่าฉันคืออะไร. พวกเขารู้จักของแข็งเหมือนก้อนหิน รู้จักของเหลวเหมือนน้ำในมหาสมุทร และรู้จักก๊าซเหมือนอากาศที่พวกเขาหายใจ. แต่ฉันแตกต่างออกไป. ฉันคือสถานะที่พิเศษกว่านั้น. ลองนึกภาพก๊าซที่ร้อนจัดจนอะตอมของมันแตกออกจากกัน ปลดปล่อยอนุภาคเล็กๆ ที่มีพลังงานไฟฟ้าออกมา. นั่นแหละคือตัวฉัน สภาวะที่เต็มไปด้วยพลังงาน ไฟฟ้า และร้อนระอุอย่างยิ่ง. ฉันเป็นเหมือนกองไฟของจักรวาล เป็นสิ่งที่ดวงอาทิตย์และดวงดาวนับล้านดวงสร้างขึ้นมา. ถึงเวลาแล้วที่เธอจะรู้จักชื่อของฉัน. ฉันคือพลาสมา สถานะที่สี่ของสสาร.

ย้อนเวลากลับไปในศตวรรษที่ 19 โลกที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำและแสงเทียน. ในยุคนั้น นักวิทยาศาสตร์ต่างกระตือรือร้นที่จะไขความลับของไฟฟ้าและความสว่าง. เป็นเวลาเนิ่นนานที่ผู้คนเห็นฉันในรูปของสายฟ้าหรือเปลวไฟ แต่พวกเขาก็ยังไม่เข้าใจธรรมชาติที่แท้จริงของฉัน. จนกระทั่งชายคนหนึ่งในห้องทดลองที่เต็มไปด้วยฝุ่นในกรุงลอนดอนเริ่มเข้าใกล้ความจริง. เขาคือ เซอร์ วิลเลียม ครูกส์ นักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ. ในปี ค.ศ. 1879 เขากำลังทำการทดลองกับหลอดแก้วที่เกือบจะเป็นสุญญากาศ ซึ่งต่อมาถูกเรียกว่า "หลอดครูกส์". เขาอยากรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าเขาปล่อยกระแสไฟฟ้าแรงสูงผ่านก๊าซที่มีความดันต่ำมากๆ ภายในหลอดนั้น. ทันใดนั้นเอง ฉันก็ปรากฏกายขึ้น เป็นลำแสงสีเขียวเรืองรองที่น่าอัศจรรย์ใจไหลจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง. ครูกส์รู้สึกทึ่งมาก. เขาเห็นว่าฉันไม่ได้ประพฤติตัวเหมือนของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซที่เขารู้จัก. ฉันสามารถถูกเบี่ยงเบนได้ด้วยแม่เหล็ก และทำให้เกิดเงาได้. เขาจึงประกาศว่าเขาได้ค้นพบสิ่งใหม่. เขาเรียกฉันว่า "สสารรังสี" (radiant matter) และเสนอว่ามันอาจเป็นสถานะที่สี่ของสสาร. เขารู้ว่าเขาได้พบเจอกับบางสิ่งที่พื้นฐานมากๆ แต่ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าฉันประกอบด้วยอะไร. ต่อมาในปี ค.ศ. 1897 การค้นพบครั้งสำคัญอีกครั้งหนึ่งได้ช่วยไขปริศนานี้. เจ.เจ. ทอมสัน นักฟิสิกส์อีกคนหนึ่ง ได้พิสูจน์การมีอยู่ของอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุลบ. การค้นพบของเขาทำให้กระจ่างว่า "สสารรังสี" ของครูกส์ หรือก็คือตัวฉันนั้น จริงๆ แล้วคือกระแสของอิเล็กตรอนเหล่านี้ที่หลุดออกมาจากอะตอม. ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มเข้าใจโครงสร้างของฉัน ว่าฉันคือซุปของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ทั้งไอออนบวกและอิเล็กตรอนลบที่เคลื่อนที่อย่างอิสระ.

ถึงแม้ว่า "สสารรังสี" จะเป็นชื่อที่ฟังดูน่าตื่นเต้นและเป็นการเริ่มต้นที่ดี แต่มันก็ยังไม่สามารถอธิบายตัวตนที่แท้จริงของฉันได้ทั้งหมด. ฉันต้องการชื่อที่สื่อถึงธรรมชาติที่เป็นเอกลักษณ์ของฉันมากกว่านี้. และแล้วในทศวรรษที่ 1920 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันคนหนึ่งก็ได้มอบชื่อนั้นให้กับฉัน. เขาชื่อ เออร์วิง แลงมิวร์. แลงมิวร์เป็นนักเคมีและนักฟิสิกส์ที่ได้รับรางวัลโนเบล. เขากำลังศึกษาก๊าซที่มีประจุไฟฟ้า หรือก็คือตัวฉันนั่นเอง. เขาเฝ้าสังเกตพฤติกรรมของฉันอย่างใกล้ชิด และสังเกตเห็นบางอย่างที่น่าสนใจ. เขาเห็นว่าภายในตัวฉันมีไอออนและอิเล็กตรอนลอยอยู่อย่างอิสระปะปนกันไป เหมือนเป็นส่วนผสมที่สมดุลและเป็นกลางทางไฟฟ้าโดยรวม. ลักษณะที่ฉันนำพาอนุภาคต่างๆ เหล่านี้ไปทำให้เขานึกถึงบางอย่างในร่างกายของมนุษย์ นั่นก็คือพลาสมาในเลือด หรือน้ำเลือด ที่ทำหน้าที่ขนส่งเซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เม็ดเลือดขาว และเกล็ดเลือดไปทั่วร่างกาย. ในปี ค.ศ. 1928 แลงมิวร์จึงได้เสนอชื่อ "พลาสมา" ให้กับฉันอย่างเป็นทางการ. และชื่อนี้ก็เป็นที่ยอมรับและใช้กันมาจนถึงทุกวันนี้. มันเป็นช่วงเวลาที่สำคัญมาก เพราะการมีชื่อที่เหมาะสมทำให้ชุมชนวิทยาศาสตร์สามารถสื่อสารและศึกษาเกี่ยวกับฉันได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้น. ฉันไม่ได้เป็นเพียง "สสารรังสี" ที่ลึกลับอีกต่อไป แต่กลายเป็น "พลาสมา" ซึ่งเป็นสาขาการศึกษาทางฟิสิกส์ที่น่าตื่นเต้นแขนงหนึ่ง.

เรื่องราวของฉันไม่ได้จบลงแค่ในห้องทดลองหรือในตำราฟิสิกส์. ปัจจุบันฉันได้เดินทางออกจากดวงดาวอันไกลโพ้นและเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตประจำวันของผู้คนแล้ว. เธออาจจะเคยเห็นฉันโดยไม่รู้ตัวด้วยซ้ำ. แสงสว่างจ้าจากป้ายไฟนีออนตามท้องถนน. นั่นคือฉันเอง ที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจนเปล่งแสงสีสันสดใสออกมา. หรือหน้าจอโทรทัศน์แบบพลาสมาที่เคยเป็นที่นิยม ภาพที่คมชัดและมีชีวิตชีวานั้นถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์เล็กๆ นับล้านเซลล์ที่บรรจุฉันไว้ข้างใน. ในวงการอุตสาหกรรม ฉันมีพลังมหาศาล. หัวตัดพลาสมาสามารถสร้างอุณหภูมิที่สูงกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ได้ เพื่อตัดผ่านโลหะหนาๆ ได้อย่างง่ายดาย. แต่ภารกิจที่น่าตื่นเต้นที่สุดของฉันยังรออยู่ในอนาคต. นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อควบคุมพลังของฉันในการสร้าง "ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน" ซึ่งเป็นกระบวนการเดียวกับที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดวงดาวทั้งหลาย. หากทำสำเร็จ เราก็จะสามารถสร้างแหล่งพลังงานสะอาดที่แทบจะไม่มีวันหมดสิ้นได้. ลองจินตนาการถึงโลกที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากดวงดาวขนาดจิ๋วบนโลกสิ. นั่นคือคำมั่นสัญญาของฉัน. ฉันคือพลังงานของดวงดาวที่ถูกนำมาใช้เพื่อส่องสว่างโลกของเรา และขับเคลื่อนอนาคตที่สดใสและสะอาดยิ่งขึ้นสำหรับทุกคน. ฉันคือพลาสมา และเรื่องราวของฉันเพิ่งจะเริ่มต้นขึ้นเท่านั้น.