0:00:06.760,0:00:10.453
โทรศัพท์สมาร์ทโฟนของคุณ[br]รู้ตำแหน่งของคุณได้อย่างไร ?

0:00:10.453,0:00:13.756
คำตอบนั้นอยู่บนระยะทางกว่า 12,000 ไมล์[br]เหนือศีรษะของคุณ

0:00:13.756,0:00:18.229
ในดาวเทียมที่โครจร[br]และใช้นาฬิกาอะตอมนับเวลา

0:00:18.229,0:00:21.406
ซึ่งใช้หลักการของกลศาสตร์ควอนตัม

0:00:21.406,0:00:22.436
อู้ว!

0:00:22.436,0:00:24.425
มาลงรายละเอียดกัน

0:00:24.425,0:00:29.121
เริ่มแรกสุด ทำไมมันจึงสำคัญ[br]กับการต้องรู้เวลาที่อยู่บนดาวเทียม

0:00:29.121,0:00:32.149
ในเมื่อตำแหน่งนั้น[br]มันขึ้นอยู่กับเรา ?

0:00:32.149,0:00:34.359
ข้อแรก [br]โทรศัพท์ของคุณต้องค้นหา

0:00:34.359,0:00:37.696
ว่ามันอยู่ห่างจากดาวเทียมไกลแค่ไหน

0:00:37.696,0:00:40.883
แต่ละดาวเทียมจะปล่อย[br]สัญญาณวิทยุตลอดเวลา

0:00:40.883,0:00:45.762
มันเดินทางจากในอวกาศ[br]ถึงโทรศัพท์ของคุณ ด้วยความเร็วแสง

0:00:45.762,0:00:48.562
โทรศัพท์จะบันทึก[br]ณ เวลาที่สัญญาณมาถึง

0:00:48.562,0:00:51.753
และใช้มันคำนวนระยะห่างจากดาวเทียม

0:00:51.753,0:00:57.717
โดยใช้สูตรคำนวนง่ายๆ[br]ระยะทาง = c x เวลา

0:00:57.717,0:01:03.085
โดยที่ c คือความเร็วของแสง[br]และเวลา คือนานเท่าไรที่สัญญาณใช้เดินทาง

0:01:03.085,0:01:04.336
แต่มันก็เกิดปัญหา

0:01:04.336,0:01:06.238
แสงนั้นมีความเร็วมหาศาล

0:01:06.238,0:01:09.640
ถ้าเราเราใช้แค่การคำนวน[br]เวลาที่ใกล้เคียงวินาทีนี้

0:01:09.640,0:01:12.950
ทุกตำแหน่งบนโลก หรือไกลกว่านั้น

0:01:12.950,0:01:16.102
จะต้องมีระยะห่างที่เท่ากัน[br]จากดาวเทียมเป็นแน่

0:01:16.102,0:01:20.375
ดังนั้นการคำนวนระยะห่าง[br]ในระยะทางที่ไม่มากนี้

0:01:20.375,0:01:24.168
เราต้องการนาฬิกาที่เยี่ยมที่สุดเท่าที่เคยสร้าง

0:01:24.168,0:01:27.697
นำไปสู่นาฬิกาอะตอม[br]ที่ซึ่งมีความแม่นยำสูง

0:01:27.697,0:01:30.563
พวกมันไม่เร็วหรือช้าไปซักวินาทีเดียว

0:01:30.563,0:01:35.603
แม้มันจะต้องทำงาน[br]ไปอีก 300ล้านปีก็ตาม

0:01:35.603,0:01:38.847
นาฬิกาอะตอมทำงานได้[br]เพราะควอนตัมฟิสิกส์

0:01:38.847,0:01:41.808
ทุกๆ ตัวจะต้องมีความถี่คงที่ตลอด

0:01:41.808,0:01:45.371
พูดอีกอย่างคือ นาฬิกาจะต้อง[br]มีการกระทำซ้ำๆ

0:01:45.371,0:01:49.385
ที่จะไม่ทำให้มีการเพิ่มขึ้นของเวลา

0:01:49.385,0:01:52.731
เหมือนกับที่นาฬิกาลูกตุ้ม[br]มีการแกว่งตลอดเวลา

0:01:52.731,0:01:55.847
กลับไปกลับมาภายใต้แรงโน้มถ่วง

0:01:55.847,0:01:57.939
เสียงติ๊ก ต๊อก ของนาฬิกาอะตอม

0:01:57.939,0:02:03.041
นั้นขึ้นอยู่กับการส่งผ่าน[br]พลังงานระหว่างกันในอะตอม

0:02:03.041,0:02:06.069
จุดนี้เองที่ควอนตัมฟิสิกส์[br]เข้ามามีบทบาท

0:02:06.069,0:02:09.311
ในกลศาสตร์ควอนตัม[br]อะตอมนั้นมีพลังงาน

0:02:09.311,0:02:13.168
แต่มันก็ไม่สามารถ[br]มีปริมาตรอะไรก็ได้

0:02:13.168,0:02:18.215
พลังงานในอะตอม[br]จะมีระดับที่เที่ยงตรงของมันเอง

0:02:18.215,0:02:20.300
เราเรียกสิ่งนี้ว่า ควอนต้า

0:02:20.300,0:02:24.402
หรือจะเปรียบๆ ง่าย[br]ให้คิดถึงการขับรถบนทางด่วน

0:02:24.402,0:02:25.730
ณ จุดที่คุณเร่งความเร็ว

0:02:25.730,0:02:32.222
โดยปกติความเร็วของคุณจะเพิ่มอย่างต่อเนื่อง[br]จาก 20 ไมล์/ชม. สู่ 70 ไมล์/ชม.

0:02:32.222,0:02:34.792
แล้วตอนนี้ ถ้าคุณมีรถควอนตัมอะตอม

0:02:34.792,0:02:37.778
คุณไม่สามารถเพิ่มความเร็ว[br]ได้ในแบบปกติ

0:02:37.778,0:02:44.495
แต่ คุณจะกระโดดข้าม หรือเปลี่ยน[br]จากความเร็วหนึ่ง ไปอีกอันหนึ่ง

0:02:44.495,0:02:48.768
สำหรับอะตอม เมื่อมันเปลี่ยน[br]ระดับพลังงานไปยังอีกระดับ

0:02:48.768,0:02:50.183
ทางกลศาสตร์ควอนตัมแล้ว

0:02:50.183,0:02:54.622
พลังงานที่ต่างกันนี้[br]มันก็คือความถี่จำเพาะ

0:02:54.622,0:02:57.199
คุณด้วยค่าคงที่

0:02:57.199,0:03:02.815
จุดที่พลังงานเปลี่ยนแปลง[br]เท่ากับ จำนวนค่าคงที่ของพลังค์

0:03:02.815,0:03:05.092
คูณด้วยความถี่

0:03:05.092,0:03:10.297
ความถี่จำเพาะนี้เอง[br]ที่เราต้องการเพื่อใช้สร้างนาฬิกา

0:03:10.297,0:03:16.311
ดาวเทียม GPS ใช้อะตอมของซีเซียม[br]และ รูบิเดียมเป็นความถี่พื้นฐาน

0:03:16.311,0:03:18.651
ในกรณีของ ซีเซียม 133

0:03:18.651,0:03:28.846
ความถี่นาฬิกาจำเพาะ[br]มีค่า 9,192,631,770 เฮิรตซ์

0:03:28.846,0:03:31.636
หรือกว่า 9 พันล้านรอบต่อวินาที

0:03:31.636,0:03:33.625
นั่นเป็นนาฬิกาที่รวดเร็วมาก

0:03:33.625,0:03:36.005
ไม่สำคัญว่าความสามารถ[br]ของคนสร้างนาฬิกาจะเป็นแบบไหน

0:03:36.005,0:03:38.160
ทุกลูกตุ้มแกว่ง หรือการทำงานของกลไก

0:03:38.160,0:03:42.760
และ การสะท้อนของผลึกควอทซ์[br]มันจะมีความถี่ที่แตกต่างกันเล็กน้อย

0:03:42.760,0:03:46.969
แต่ทว่าซีเซียม 113 ทุกๆ ตัวในจักรวาล

0:03:46.969,0:03:50.818
มีการสั่นตัวด้วยความถี่ที่เหมือนกัน

0:03:50.818,0:03:53.261
ดังนั้นต้องขอบคุณนาฬิกาอะตอม

0:03:53.261,0:03:57.279
พวกเราสามารถอ่านเวลาได้อย่างถูกต้อง[br]ใน 1พันล้านส่วนของวินาที

0:03:57.279,0:04:02.294
และมีความแม่นยำในระยะห่าง[br]จากดาวเทียมสูง

0:04:02.294,0:04:06.821
เรามามองข้ามความจริงที่ว่า[br]คุณอยู่บนโลกแน่ๆ

0:04:06.821,0:04:10.327
ตอนนี้เรารู้ระยะห่างที่แน่นอนของคุณ[br]จากดาวเทียม

0:04:10.327,0:04:13.187
พูดอีกแบบคือ คุณอยู่ที่ไหนซักที่[br]บนพื้นผิวของทรงกลม

0:04:13.187,0:04:15.950
ซึ่งมีดาวเทียมเป็นจุดศูนย์กลาง

0:04:15.950,0:04:18.137
คำนวนระยะห่างของคุณจากดาวเทียมอีกดวง

0:04:18.137,0:04:21.218
และคุณก็ได้ทรงกลมซ้อนทับอีกอัน

0:04:21.218,0:04:22.186
ทำแบบนี้ซ้ำอีก

0:04:22.186,0:04:23.793
และด้วยการวัดสี่ค่า

0:04:23.793,0:04:27.269
พร้อมด้วยการแก้ไขเล็กน้อย[br]โดยใช้ทฤษฏีสัมพันธภาพของไอสไตน์

0:04:27.269,0:04:33.537
คุณก็สามารถชี้ตำแหน่งของคุณเอง[br]ได้ตรงกับจุดที่คุณอยู่

0:04:33.537,0:04:34.970
แล้วนี่ก็คือทั้งหมดที่ต้องใช้

0:04:34.970,0:04:37.770
เครือข่ายดาวเทียม[br]มูลค่าหลายพันล้านดอลล่าร์

0:04:37.770,0:04:39.817
การสั่นของอะตอมซีเซียม

0:04:39.817,0:04:41.232
กลศาสตร์ควอนตัม

0:04:41.232,0:04:42.327
สัมพันธภาพ

0:04:42.327,0:04:43.484
โทรศัพท์สมาร์ทโฟน

0:04:43.484,0:04:45.727
และก็ตัวคุณ

0:04:45.727,0:04:47.109
ไม่มีปัญหา