นักวิจัยพบกลไกการสั่นสะเทือนที่ควบคุมความดังและโทนเสียง พร้อมต่อยอดสู่เทคโนโลยีวัสดุคุณสมบัติพิเศษและระบบจำลองแผ่นดินไหว

ทุกครั้งที่นักบาสเกตบอลเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว เสียง “เอี๊ยด” อันเป็นเอกลักษณ์มักจะดังสะท้อนไปทั่วสนาม เสียงที่เราคุ้นเคยนี้เพิ่งจะถูกไขปริศนาได้อย่างละเอียดโดยทีมนักวิจัยนานาชาติ ซึ่งพบว่ามันไม่ใช่แค่เรื่องของความฝืดธรรมดา แต่เป็นการเคลื่อนที่แบบลื่นไถลสลับหยุด (Stick-Slip Motion) ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ หลายพันครั้งต่อวินาที

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Harvard ร่วมมือกับมหาวิทยาลัย Nottingham และศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศส ตีพิมพ์ผลการวิจัยในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2026 ระบุว่า เสียงจากรองเท้าเกิดจากการที่พื้นยางสลับกันระหว่างการยึดเกาะและการลื่นไถลบนพื้นสนามอย่างรวดเร็ว โดยพื้นยางส่วนเล็ก ๆ จะเกิดการโค้งงอและหลุดออกจากผิวสัมผัสเป็นระลอกคลื่น คล้ายกับการสะบัดผ้าปูโต๊ะให้เกิดคลื่นวิ่งผ่านผ้าไป

ระลอกคลื่นเหล่านี้เกิดขึ้นถี่ถึง 4,800 ครั้งต่อวินาที แรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นนี้จะไปกระแทกกับอากาศรอบ ๆ จนกลายเป็นคลื่นเสียงที่หูเราได้ยิน ในขณะที่เกิดการเสียดสีอย่างรุนแรง นักวิจัยยังตรวจพบการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (Triboelectric Discharge) ที่เกิดจากแรงเสียดทานของยางระหว่างพื้นยางกับพื้นผิวอีกด้วย

การจะมองเห็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเร็วระดับเสี้ยววินาทีได้ ทีมวิจัยต้องใช้กล้องความเร็วสูง (High-speed camera) ที่สามารถบันทึกภาพได้ถึง 1 ล้านเฟรมต่อวินาที ร่วมกับการใช้ภาพถ่ายการสะท้อนกลับภายในทั้งหมด (Total Internal Reflection Imaging) บนพื้นกระจกใส เพื่อดูว่าจุดไหนของพื้นรองเท้าที่สัมผัสพื้นจริง ๆ และจุดไหนที่กำลังโก่งตัวขึ้น

ความเข้าใจเรื่องการลื่นไถลของวัสดุอ่อนนุ่มนี้ไม่ได้มีประโยชน์แค่ในสนามบาสเกตบอล แต่ยังมีนัยสำคัญต่อวงการธรณีฟิสิกส์ (Geophysics) เนื่องจากลักษณะการเคลื่อนที่แบบระลอกคลื่นในพื้นรองเท้า มีความคล้ายคลึงกับกลไกการขยับตัวของรอยเลื่อนเปลือกโลกขณะเกิดแผ่นดินไหว ซึ่งมักจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วเสียง การศึกษาครั้งนี้จึงอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ออกแบบระบบจำลองแผ่นดินไหวที่แม่นยำขึ้นได้

นอกจากนี้ ในเชิงวิศวกรรมวัสดุ ข้อมูลนี้ยังเปิดทางสู่การสร้างวัสดุคุณสมบัติพิเศษ (Metamaterials) ที่สามารถปรับความฝืดได้ตามต้องการ เช่น รองเท้าไร้เสียง โดยการออกแบบดอกยางและความหนาให้คลื่นเสียงไปอยู่ในย่าน ultrasound ที่หูมนุษย์ไม่ได้ยิน หรือวัสดุที่สามารถปรับความฝืดได้ทันที 

เพื่อพิสูจน์ความเข้าใจนี้ ทีมวิจัยได้ออกแบบก้อนยางที่มีความหนาต่างกันเพื่อสร้างตัวโน้ต และลองนำมาถูบนกระจกจนสามารถบรรเลงเพลง The Imperial March จากภาพยนตร์ Star Wars ได้สำเร็จ เป็นการยืนยันว่าเราสามารถควบคุมฟิสิกส์ของการเสียดสีให้กลายเป็นเสียงดนตรีได้ตามที่ต้องการ
 

นักฟิสิกส์ทำการแสดง เพลง The Imperial March จากภาพยนตร์ Star Wars โดยใช้บล็อกยางที่ส่งเสียงเอี๊ยดอ๊าดขณะเลื่อนไปบนกระจก ที่มาของวิดีโอ: A. Djellouli et al/Nature 2026

อ้างอิง

The Physics of a Squeak. https://seas.harvard.edu/news/physics-squeak
Here’s why sneakers squeak on the basketball court. https://www.sciencenews.org/article/basketball-sneakers-squeak-physics 
Djellouli, A., Albertini, G., Wilt, J. et al. Squeaking at soft–rigid frictional interfaces. Nature 650, 891–897 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10132-3