Cavendish Laboratory เป็นศูนย์วิจัยทางฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย Cambridge ที่มีชื่อเสียงไปทั่วโลก สร้างนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบลมานักต่อนัก และผมก็ได้แปลบทความเกี่ยวกับศูนย์วิจัยแห่งนี้มาให้ได้อ่านกัน ใครอยากรู้จักศูนย์วิจัยกระฉ่อนโลกแห่งนี้ ติดตามอ่านได้เลยครับ

แปลและเรียบเรียงโดย : ปรัชญ์ บุญพรประเสริฐ
จากหนังสือ : Modern Physics, 2nd Edition. โดย Thornton และ Rex

Cavendish Laboratory, Cambridge. 1920
ภาพจาก www.w3c.rl.ac.uk/primers/history/origins.htm

ก่อนทศวรรษ 1870 ความรู้ใหม่ๆทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ ได้มาจากการทดลองส่วนตัวของนักวิทยาศาสตร์แต่ละท่าน หรือจากห้องทดลองมหาวิทยาลัยแต่ละแห่ง Lord Kelvin ได้ก่อตั้งศูนย์วิจัยครั้งแรกที่เมือง Glasgow ในช่วงทศวรรษ 1840 และในทศวรรษ 1860 มหาวิทยาลัย Oxford และ Cambridge ได้ทำการริเริ่มก่อตั้งศูนย์วิจัยทางฟิสิกส์ขึ้น ซึ่งก็คือต้นกำเนิดของ Cavendish Labolatory

ในปี ค.ศ.1871 James Clerk Maxwell ถูกเรียกตัวจากประเทศสกอตแลนด์เพื่อมาเป็นศาสตราจารย์ให้กับ Cavendish Labolatory เป็นคนแรก Maxwell ได้วางแผนงานและเป็นหัวหน้าในการก่อสร้างห้องทดลองขึ้นที่ Free School Lane ภายในศูนย์กลางของมหาวิทยาลัย Cambridge โดยไม่เป็นที่สนใจของใครต่อใครมากนัก ในขณะที่เขาเองก็ทำงานสอนนักศึกษาไปด้วย ต่อมา Maxwell มีชื่อเสียงอย่างมากจากบทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กที่ตีพิมพ์เมื่อปี 1873 ผลงานต่างๆที่ออกมาในช่วงนั้นพิสูจน์ว่า ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell เป็นจริง แม้ก็ถูกตรวจพบ”ช่องโหว่” ในทฤษฎีโดย Heinrich Hertz ในเวลาต่อมา อย่างไรก็ตามผลงานการวิจัยจาก Cavendish Laboratory เกี่ยวกับเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นผลงานที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง Maxwell เสียชีวิตในปี ค.ศ. 1879 และผู้สืบทอดตำแหน่งของเขาก็คือ Lord Rayleigh นักฟิสิกส์ชื่อดัง ซึ่งในขณะนั้นยังไม่ได้ริเริ่มงานสำคัญๆของเขาเลย รายชื่อของศาสตราจารย์ที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางของ Carvendish Laboratory ได้แก่
1871 – 1879 James Clerk Maxwell
1879 – 1884 Lord Rayleigh
1884 – 1919 Sir J.J. Thomson
1919 – 1937 Lord Ruttherford
1938 – 1953 Sir W. Lawrence Bragg
1954 – 1971 Sir nevill Mott
1971 – 1982 Sir Brian Pippard
1984 – 1995 Sir Sam Edwards
1995 – Richard H. Friend

Professor J.C. Maxwell
ภาพจาก fr.wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell

Rayleigh อยู่ในตำแหน่งเพียง 5 ปี หลังจากนั้นเขาก็กลับไปยังฟาร์มส่วนตัวของเขา ที่ซึ่งการค้นพบมากมายทางวิทยาศาสตร์ของเขาเกิดขึ้นที่นี่(รวมไปถึงแก๊สอุดมคติ) ในห้องทดลองส่วนตัวของเขานี่เอง อย่างไรก็ตาม ใน 5 ปีที่ทำงานที่ Carvendish Rayleigh ตีพิมพ์บทความ 50 เรื่อง ซึ่งเป็นที่มาของรางวัลโนเบลของเขาในปี 1904

Professor Rayleigh
ภาพจาก www.physik.uni-frankfurt.de/~jr/physpicold.html

ต่อมาได้มีการแต่งตั้งนักฟิสิกส์หนุ่มอายุ 29 ปี J.J. Thomson มาเป็นศาสตราจารย์ประจำ Cavendish เมื่อปี 1884 ซึ่งนี่ก็คือจุดเริ่มต้นของยุคสมัยแห่ง atomic physics ไม่ว่าจะเป็นการค้นพบ electron ในปี 1897 การมาถึงของนักศึกษาหนุ่มน้อยจาก New Zealand ผู้มีชื่อเสียงในเวลาต่อมาอย่าง Ernest Rutherford การค้นคว้าวิจัยของ C. T. R. Wilson ซึ่งได้ทำการพัฒนา Cloud Chamber เหตุการณ์ต่างๆเหล่านี้ช่วยให้ Cavendish Laboratory รุ่งเรืองก้าวหน้าและเติบโตภายใต้ยุคการนำของ Thomson ในปี ค.ศ. 1912 นักศึกษาฟิสิกส์หนุ่มชื่อ William Lawrence Bragg ได้เริ่มงานวิจัยซึ่งต่อมาได้รับรางวัลโนเบลที่ Cavendish แห่งนี้นี่เอง โดยได้ร่วมงานกับพ่อของเขาซึ่งภายหลังได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่ Leeds ความเป็นผู้นำของ Thomson ในวัย 35 ปีได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจน หลังจากได้ผู้สืบทอดที่เหมาะสม เขาก็ลาออกจากตำแหน่งในปี 1919 โดยผู้ที่รับตำแหน่งต่อก็คือ Rutherford นั่นเอง

Professor J.J. Thomson
ภาพจาก www.newgenevacenter.org/sci-theo/5-3_quantum2.htm

ในช่วง 19 ปีของการเป็นหัวหน้าของ Ruttherford Cavendish กลายเป็นศูนย์กลางทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลก เป็นสถานที่ที่ดึงดูดความสนใจจากบรรดานักเรียนนักศึกษาหัวกะทิ จากบรรดานักวิจัย และจากผู้สนใจทั่วโลก Rutherford เป็นทั้งหัวหน้า และยังคลุกคลีอยู่กับบรรดานักฟิสิกส์รุ่นใหม่ที่เขาเรียกว่า “his boys” ผลงานในยุดของเขามีมากมาย เช่น เอกสารการบรรยายของ Thomson เกี่ยวกับ Conduction of Electricity in Gases, การค้นพบ Isotopes โดย F.W Ashton, การค้นพบนิวตรอนโดย Chadwick, การสลายตัวทางนิวเคลียร์โดย P. M. S. Blackett และรายงานการวิจัยของ Cockcroft และ Walton ทั้งหมดล้วนเป็นผลงานชั้นแนวหน้าทางฟิสิกส์ทั้งสิ้น ก่อนที่ Rutherford จะลาออกจากตำแหน่งในปี 1937 มีช่วงหนึ่งที่ทิศทางการวิจัยของ Cavendish เปลี่ยนไปค้นคว้าในเรื่องการเร่งอนุภาค และ cryogenic Labs ซึ่งภายใน 1 ปี ระหว่างปี 1927 – 1928 Cavendish สามารถตีพิมพ์ผลงานได้ถึง 53 ฉบับ

Professor Ernest Rutherford
ภาพจาก www.acienciasgalilei.com

สงครามโลกครั้งที่ 2 ได้เปลี่ยนแปลงโฉมหน้าของ Cavendish ไปตลอดกาล บรรดานักฟิสิกส์หยุดชะงักงานวิจัยอื่นๆในช่วงสงคราม แต่เน้นการวิจัยไปในเรื่องของ atomic bomb และ radar ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างมากในชัยชนะของฝ่ายพันธมิตร William Lawrence Bragg ได้กลับมายัง Cavendish เพื่อสานต่อความสำเร็จของ Rutherford ในปี 1937 และในยุคนี้การวิเคราะห์ลึกวิทยาด้วย X-ray ก็รุ่งเรืองขึ้นมา ช่วงหลายปีภายหลังสงครามที่โลกขาดสเถียรภาพ แต่ผู้คนใน Cavendish ต่างสามารถทำการวิจัยต่อไปได้อย่างน่าอัศจรรย์ อาจกล่าวได้ว่าการค้นคว้าเรื่อง molecular biology และ radio astronomy เริ่มต้นที่ Cavendish แห่งนี้ในช่วงทศวรรษ 1940 เป็นต้นมา และ Bragg ก็คงต้องยกความดีความชอบให้กับสหรัฐอเมริกา ที่ให้การสนับสนุนการวิจัยที่เปลี่ยนโฉนวงการวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่เหล่านี้ Bragg ดำรงตำแหน่งจนกระทั่งปี 1953 ก็ลาออกจากตำแหน่ง ซึ่งเป็นช่วงหลังจากที่ Watson และ Crick ค้นพบโครงสร้างของ DNA ได้ไม่นาน Bragg ยังได้สนับสนุนให้ J. A. Ratcliffe และ Martin Ryle ซึ่งเคยทำงานเกี่ยวกับ radar ที่ Cavendish แห่งนี้ในช่วงสงครามโลก ได้ประดิษฐ์ radio telescope สำเร็จเป็นเครื่องแรกอีกด้วย ประดิษฐกรรมชิ้นนี้สำเร็จขึ้นได้ เนื่องจากครั้งหนึ่ง Ryle ได้รับสัญญาณ radar จากหมู่ดาวและแกแล็กซี่ ซึ่งทำให้เกิดการค้นพบ quarsars และ pulsars ในเวลาต่อมา

Professor William Lawrence Bragg
ภาพจาก www.npl.co.uk/about/managing_directors/bragg.html

เมื่อ Sir Neville Mott ได้รับตำแหน่งต่อจาก Bragg ในตำแหน่งศาสตราจารย์แห่ง Cavendish เมื่อปี 1954 งานวิจัยได้เน้นไปที่เรื่อง solod state physics โดย Mott ได้เคยวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีการชนและปัญหาทางนิวเคลียร์มาตั้งแต่ทศวรรษ 1930 แต่ภายหลังได้หันมาวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีที่ถูกต้องของระบบอิเลกทรอนิกส์แทน ในยุคของ Mott นี้เอง Brian Joseph ได้บุกเบิกทฤษฎีเกี่ยวกับ super current ที่ผ่าน tunnel barrier ในขณะที่ยังเป็นนักศึกษาอยู่ ก่อนที่จะได้รับปริญญาเอกในปี 1964 ในปี 1974 Cavendish ได้ย้ายที่ตั้งไปยังบริเวณฝั่งตะวันตกของ Cambridge ในช่วงนี้ฟิสิกส์อนุภาคเป็นส่วนสำคัญมากขึ้นของงานวิจัยใน Cavendish แต่กลุ่ม radio astronomy และ ฟิสิกส์พลังงานสูงก็ยังคงความสำคัญในศูนย์วิจัยแห่งนี้ไว้เช่นเดิม

Sir Neville Francis Mott
ภาพจาก www.nndb.com/people/913/000099616/

old & new

ข้อมูลเพิ่มเติม
http://en.wikipedia.org/wiki/Cavendish_Laboratory