ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนจากสถาบันวิทยาศาสตร์กายภาพเหอเฝย พัฒนาแม่เหล็กตัวต้านทานจนมีสนามแม่เหล็กคงที่ที่ 42.02T (เทสลา) ทำลายสถิติโลกเดิมของห้องวิจัย National MagLab ในสหรัฐฯ ที่ทำไว้ 41.4T ในปี 2017 ได้สำเร็จ
และหากนำไปเทียบกับขนาดสนามแม่เหล็กโลกที่วัดค่าได้บริเวณกรุงลอนดอนซึ่งอยู่ที่ 50µT (ไมโครเทสลา) ถือว่าแม่เหล็กตัวต้านทานของจีนมีความเข้มสูงกว่า 800,000 เท่าเลยทีเดียว
ผลงานครั้งนี้เกิดจากความพยายามเกือบ 4 ปีของทีมงานวิจัยในสถาบัน ซึ่งตั้งอยู่ในมณฑลอานฮุยทางตะวันออกของจีน ซึ่งศาสตราจารย์กวงกวางลี่ ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการสนามแม่เหล็กสูง สถาบันวิทยาศาสตร์จีน (CHMFL) กล่าวถึงความสำเร็จครั้งนี้ว่า “ความก้าวหน้าของงานวิจัยนี้ ทำให้เราสามารถตอบสนองผู้ใช้งานสนามแม่เหล็กแรงสูงได้ทันต่อความต้องการ ผลงานนี้ผ่านการควบคุมประสิทธิภาพจนมีความเสถียรเพียงพอจะมอบสภาวะการทดลองที่ทรงพลังให้กับนักวิทยาศาสตร์ และถือเป็นการวางรากฐานด้านเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการสร้างแม่เหล็กคงที่ชนิดความเข้มสูงของจีน”
เราเอาสนามแม่เหล็กแรงสูงไปใช้ทำอะไร
ประโยชน์ของสนามแม่เหล็กคงที่ความเข้มสูงนั้นมีมากมายหลายด้าน ทั้งทางฟิสิกส์และเทคโนโลยี เช่น ใช้ในการพัฒนาวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ชนิดใหม่ๆ การประยุกต์ใช้ของการนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง หรือผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ประสิทธิภาพสูง หรือนำไปใช้ด้านการค้นคว้าทางชีววิทยา และด้านการแพทย์ เช่น ศึกษาพยาธิวิทยาของโรคสำคัญต่างๆ อย่างการพัฒนาตัวยาสำหรับการบำบัดมะเร็งแบบกำหนดเป้าหมาย โรคไขมันพอกตับที่ไม่ได้เกิดจากแอลกอฮอล์ หรือโรคเบาหวาน เป็นต้น แต่ถ้าจะยกตัวอย่างด้านการแพทย์ที่ค่อนข้างชัดเจนที่สุดก็คงหลีกเลี่ยงไม่พูดถึง MRI ไม่ได้
Magnetic Resonance Imaging หรือ MRI เป็นเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่มีประโยชน์อย่างมากในปัจจุบัน เป็นเหมือนตาวิเศษที่ทำให้แพทย์สามารถมองเห็นภาพของสมอง กล้ามเนื้อ เส้นเลือด เส้นประสาท เนื้อเยื่อ และอวัยวะภายในของผู้ป่วยได้โดยไม่ต้องผ่าตัดเข้าไปดู ช่วยให้สามารถวินิจฉัยและวางแผนรักษาผู้ป่วยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และลดความผิดพลาดลง
เพื่อให้เกิดภาพ สนามแม่เหล็กแรงสูงของเครื่อง MRI จะเข้าไปเปลี่ยนทิศการสปิน (Spin) ของอะตอมไฮโดรเจนในตัวผู้ป่วยให้เรียงตัวไปในทิศทางเดียวกัน จนเมื่อเราป้อนคลื่นวิทยุเข้าไป โปรตอนที่เรียงตัวกันแล้วก็จะเกิดเรโซแนนซ์กับความถี่ แล้วคายคลื่นวิทยุกลับออกมาให้อุปกรณ์รับคลื่นนำไปตีความเป็นภาพให้แพทย์ได้เห็น จากนั้นโปรตอนก็จะกลับสู่สภาพเดิมเมื่อผู้ป่วยออกจากเครื่อง MRI
ภาพของสมองที่ถูกสแกนด้วยแม่เหล็กขนาด 3T (ซ้าย) กับภาพของสมองที่ถูกสแกนด้วยแม่เหล็กขนาด 9.4T (ขวา)
(ภาพ: Rolf Pohmann/Max-Planck-Institute for Biological Cybernetics)
ความเข้มของสนามแม่เหล็กในเครื่อง MRI ที่แตกต่างกัน จะทำให้เราเห็นภาพที่ชัดเจนแตกต่างกันไปด้วย ยกตัวอย่างภาพสมองในบทความนี้ แม่เหล็กความเข้ม 3T จะให้ภาพที่ระดับความละเอียด 1.5 มิลลิเมตร แต่หากเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็กขึ้นเป็น 9.4T ภาพที่ได้ก็จะละเอียดขึ้นเป็น 0.5 มิลลิเมตร
อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้เป็นเรื่องที่ต้องค่อยเป็นค่อยไป เนื่องจากต้องระมัดระวังเรื่องผลข้างเคียงที่อาจจะเกิดกับผู้ป่วย ในปัจจุบันการใช้ MRI ที่มีสนามแม่เหล็กสูงกว่า 11.7T ยังไม่เกิดขึ้นจริงในโลกการแพทย์ แม้เคยมีการทดลองใช้ความเข้มระดับ 21.1T กับหนู และหนูนั้นปลอดภัยดีทุกประการก็ตาม
อ้างอิง:
- https://english.news.cn/20240922/ddc50526cfdd4e06bb31ea16deacb436/c.html
- https://www.gov.uk/government/publications/electric-and-magnetic-fields-sources-and-exposure/electric-and-magnetic-fields-sources-and-exposure
- http://www.thaiphysoc.org/article/83/
- https://healthcare-in-europe.com/en/news/11-7-tesla-first-images-world-most-powerful-mri-scanner.html
