พอล คอร์คัม บิดาแห่งฟิสิกส์ระดับอัตโตวินาที

พอล บรูซ คอร์คัม (Paul Bruce Corkum) เกิดเมื่อวันที่ 30 ตุลาคม ค.ศ. 1943 เป็นนักฟิสิกส์ชาวแคนาดาผู้มีชื่อเสียงระดับโลกในด้านฟิสิกส์ระดับอัตโตวินาที (Attosecond Physics) และวิทยาศาสตร์เลเซอร์ เขาเป็นทั้งนักทฤษฎีและนักทดลอง โดยปัจจุบันดำรงตำแหน่งประธานร่วมด้านโฟโตนิกส์ระดับอัตโตวินาที (Attosecond Photonics) ที่มหาวิทยาลัยออตตาวาและสภาวิจัยแห่งชาติแคนาดา (NRC) รวมถึงมีตำแหน่งทางวิชาการที่มหาวิทยาลัยเท็กซัส เอแอนด์เอ็ม และมหาวิทยาลัยนิวเม็กซิโก

ประวัติและการศึกษา

คอร์คัมเกิดที่เมืองเซนต์จอห์น รัฐนิวบรันสวิก ประเทศแคนาดา เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี (BSc) จากมหาวิทยาลัยอะเคเดีย (Acadia University) ในปี ค.ศ. 1965 จากนั้นเข้าศึกษาต่อระดับปริญญาโท (MSc) และปริญญาเอก (PhD) สาขาฟิสิกส์ทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยเลไฮ (Lehigh University) รัฐเพนซิลเวเนีย สหรัฐอเมริกา โดยสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกในปี ค.ศ. 1972

ในด้านการทำงาน เขาเคยเป็นนักฟิสิกส์ที่สภาวิจัยแห่งชาติแคนาดา (National Research Council of Canada) ระหว่างปี ค.ศ. 1973 ถึง 2008 ก่อนจะได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยออตตาวา นอกจากนี้เขายังเคยเป็นศาสตราจารย์พิเศษที่มหาวิทยาลัยแมคมาสเตอร์ (McMaster University) ระหว่างปี ค.ศ. 1997 ถึง 2009

ผลงานทางวิทยาศาสตร์และการค้นพบที่สำคัญ

การพัฒนาเลเซอร์เอกซเรย์และ OFI

ในช่วงทศวรรษ 1980 คอร์คัมได้พัฒนาแบบจำลองการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอม (Ionization of atoms) ซึ่งนำไปสู่การเสนอแนวทางใหม่ในการสร้างเลเซอร์เอกซเรย์ที่เรียกว่า การแตกตัวเป็นไอออนด้วยสนามแสง (Optical Field Ionization - OFI) ซึ่งกลายเป็นหนึ่งในการพัฒนาที่สำคัญที่สุดในการวิจัยเลเซอร์เอกซเรย์ในปัจจุบัน

แบบจำลองการชนซ้ำของอิเล็กตรอน (Recollision Model)

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 คอร์คัมได้นำเสนอ แบบจำลองการชนซ้ำของอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญในการสร้างพัลส์เลเซอร์ระดับอัตโตวินาที (Attosecond pulses) โดยวิธีนี้ช่วยให้สามารถสร้างพัลส์เลเซอร์ที่มีความยาวน้อยกว่า 1 เฟมโตวินาทีได้สำเร็จเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 2001 ร่วมกับคณะวิจัยในกรุงเวียนนา

เทคนิคนี้ไม่เพียงแต่ใช้ในการสร้างฮาร์มอนิกขั้นสูง (Higher harmonics) แต่ยังทำหน้าที่เป็นกล้องจุลทรรศน์เลเซอร์แบบอุโมงค์ (Laser tunneling microscope) เพื่อสำรวจโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุลในระดับอังสตรอม (Angstrom) หรือต่ำกว่านั้น

การถ่ายภาพวงโคจรโมเลกุล

งานวิจัยของคอร์คัมนำไปสู่ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอน แสง และอะตอม/โมเลกุล โดยใช้หลักการของอินเตอร์เฟอโรเมทรี (Interferometry) เพื่อวัดวงโคจรของอะตอมและโมเลกุล ซึ่งส่งผลให้เกิดการสร้างภาพถ่ายวงโคจรโมเลกุล (Molecular orbital) และภาพถ่ายมิติเวลา-อวกาศของพัลส์ระดับอัตโตวินาทีเป็นครั้งแรกของโลก

ความสำคัญของฟิสิกส์ระดับอัตโตวินาที

เทคนิคระดับอัตโตวินาทีที่คอร์คัมบุกเบิกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถ "หยุดเวลา" การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในอะตอมและโมเลกุล ทำให้สามารถสังเกตวงโคจรทางกลศาสตร์ควอนตัมและติดตามปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในระดับที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถทำได้

รางวัลและเกียรติยศ

พอล คอร์คัม ได้รับรางวัลอันทรงเกียรติมากมายตลอดอาชีพการทำงาน ตัวอย่างเช่น:

• รางวัล Wolf Prize in Physics (2022): รางวัลระดับโลกที่มอบให้แก่ผู้มีผลงานโดดเด่นด้านฟิสิกส์
• เหรียญ Isaac Newton (2018): เป็นชาวแคนาดาคนแรกที่ได้รับรางวัลนี้จาก Institute of Physics
• เหรียญลอมอนอซอฟ (Lomonosov Gold Medal, 2015): รางวัลสูงสุดด้านวิทยาศาสตร์ของรัสเซีย
• รางวัล King Faisal International Prize (2013): สาขาฟิสิกส์
• สมาชิกของสถาบันชั้นนำ: เป็นสมาชิกของ Royal Society of London, Royal Society of Canada และ US National Academy of Sciences