การวิเคราะห์เหรียญควอนตัมด้วยเทคนิค PIXE

ในสมัยหนึ่ง เกิดปรากฎการณ์ที่คนไทยนิยมในผลิตภัณฑ์ที่ถูกเรียกว่า “ควอนตัม” กันอย่างแพร่หลาย ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวถูกอ้างว่าผลิตขึ้นจากหินลาวา ที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ มีคุณสมบัติพิเศษเป็นสื่อกลางในการเก็บพลังงาน “สเคลาร์” ซึ่งใช้ในการฟื้นฟูและรักษาโรคต่างๆ ตั้งแต่โรคเอดส์ หรือแม้กระทั่งโรคปวดหลัง ทำให้เกิดข้อถกเถียงและข้อสงสัยต่างๆ ตามมามากมาย กระทั่งสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) ได้ออกประกาศว่า "ควอนตัม" ไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์รับรองว่า สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือรักษาโรคใดๆ

อย่างไรก็ตาม ยังคงมีคนสงสัยว่า แท้จริงแล้ว ผลิตภัณฑ์นี้ทำมาจากอะไร มีธาตุใดเป็นองค์ประกอบ ดังนั้นเพื่อตอบคำถามนี้ หน่วยวิจัยฟิสิกส์ของพลาสมาและลำอนุภาค สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ทดลองวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบของเหรียญควอนตัม โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์แบบไม่ทำลาย ได้แก่ เทคนิค Particle Induced X-ray Emission (PIXE) เทคนิค PIXE นี้ เป็นเทคนิคที่ใช้อนุภาคโปรตอนพลังงาน 2 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ยิงไปที่วัสดุที่ต้องการตรวจสอบ โปรตอนจะเหนี่ยวนำให้ธาตุองค์ประกอบของวัสดุ ปลดปล่อยรังสีเอกซเรย์เฉพาะตัว (characteristic X-rays) ออกมา เมื่อตรวจวัดค่าพลังงานของรังสีเอกซ์ดังกล่าว จะสามารถบอกได้ว่ามีธาตุอะไรเป็นองค์ประกอบของวัสดุบ้าง จึงมีความแม่นยำสูงมาก สามารถตรวจวัดได้แม้กระทั่งธาตุดังกล่าวมีการเจือปนในระดับส่วนในล้านส่วน (ppm) และทราบผลได้ภายในเวลาไม่เกิน 10 นาที

ในการวิเคราะห์ ได้วัดสเปกตรัม PIXE จำนวน 7 จุด ตามตำแหน่งในรูปที่ 1 หลังจากนั้น นำสเปกตรัม ดังรูปที่ 2 มาวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม GUPIX ซึ่งเป็นโปรแกรมสำเร็จรูปสำหรับคำนวณปริมาณของธาตุแต่ละธาตุจากพื้นที่ใต้กราฟ (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมใน [1]) ผลจากการวิเคราะห์ได้แสดงดังตารางที่ 1 จะเห็นว่าเหรียญควอนตัมมีธาตุเป็นองค์ประกอบประมาณ 15 ธาตุ โดยธาตุที่มีปริมาณมากที่สุด คือ ซิลิกอน มีปริมาณถึง 70% ในขณะที่ธาตุที่มีปริมาณรองลงมา ได้แก่ อลูมิเนียม มีจำนวนประมาณ 12% โลหะหนักอื่นๆ ที่พบ ก็คือ เหล็ก และโครเมียม มีจำนวนประมาณ 5% และ 3% ตามลำดับ ที่น่าสนใจ คือ พบว่ามีธาตุที่เป็นสารกัมมันตรังสี ได้แก่ ธาตุทอเรียม แอคติเนียม และ แทลเลียม ซึ่งแม้ว่าจะมีปริมาณเล็กน้อย และกระจัดกระจายอยู่ตามตำแหน่งต่างๆ อย่างไม่สม่ำเสมอก็ตาม ธาตุเหล่านี้สามารถปล่อยพลังงานหรือรังสีออกมาได้สูงและแรงกว่ารังสีเอ็กซ์เรย์ ที่สามารถทะลุทะลวงร่างกายของมนุษย์ได้ ซึ่งหากพกพาติดตัวไว้ตลอดเวลา อาจเปิดโอกาสให้สารกัมมันตรังสีเข้าไปสะสมในร่างกายได้

รูปที่ 1 เหรียญควอนตัมและตำแหน่งที่วิเคราะห์

รูปที่ 2 สเปกตรัม PIXE แสดงธาตุองค์ประกอบในเหรียญควอนตัม

ตารางที่ 1 ธาตุองค์ประกอบในเหรียญควอนตัม

เอกสารอ้างอิง

[1] J.L. Campbell, J.A. Maxwell, S.M. Andrushenko, S.M. Taylor, B.N. Jones, W. Brown-Bury, Nucl. Instrum. Meth. B. 269 (2011) 57.