ابتكرها علماء بجامعة هارفارد

مادة تنتج حالات جديدة تمامًا للضوء

يأتي الضوء من مصادر لا تعد ولا تحصى وهو مهم جدًا بقدر غرابته، وربما لن تُستنفد فرص معرفة المزيد عنه، فقد طور باحثون في جامعة هارفارد مادة توجد حالات جديدة وأكثر تعقيدًا للضوء وتحافظ عليها، وتستخدم هذه الأداة الاستقطاب لتوليد بنى تشبه الدوامات واللوالب، وهي تساعد في استكشاف خصائص الضوء، وربما يكون لها أيضًا تطبيقات عملية كالتصوير عالي القدرة.

وما زالت الاكتشافات المتعلقة بالضوء مستمرة، ففي عام 2015 التقط العلماء أول صورة للضوء وهو يتصرف كجسيم وموجة في آنٍ واحد، ولم يكتشف العلماء أن للضوء زخمًا زاويًا مداريًا حتى العام 1992، أي منذ 25 عامًا فحسب، ويعتمد هذا الزخم الزاوي على شكل مقدمة الموجة بدلًا من توجهه.

وتستخدم الأداة الجديدة -وهي نوع من أسطح الميتاسرفس «وهي أسطح ذات بنية تفرض تحولات مرحلية معينة على الضوء المار عبرها أو المنعكس عنها»، هذا الزخم الزاوي المداري مع نوع ثانٍ من الزخم الزاوي، وهو الزخم المغزلي، المعروف أيضًا بالاستقطاب الدائري.

وقالت ليا بوروز من جامعة هارفارد في بيان: «تستطيع تخيل الزخم الزاوي المداري والاستقطاب الدائري كحركة الكواكب، فالاستقطاب الدائري هو الاتجاه الذي يدور فيه الكوكب على محوره، أما الزخم المداري فيشبه دوران الكواكب حول الشمس».

وثبت سابقًا أن حزمة ضوء واحدة قد تظهر كلا النوعين من الزخم الزاوي، وأن ربطهما واستخدام الاستقطاب للسيطرة على الزخم المداري قد يؤدي إلى تشكل حزم بأشكال جديدة ومعقدة، شبيهة بمفتاح الزجاجات المغلقة بالفلّين. ووفقًا للباحثين، كان هذا الأمر محدودًا جدًا، وكنا نستطيع جمع أنواع معينة من الاستقطاب فحسب مع أنواع معينة من الزخم المداري.

وهنا تأتي أهمية الأداة الجديدة، فهي تتيح تحويل أي استقطاب إلى أي زخم مداري، ما يعني تشكيل لوالب ودوامات بأي حجم. وقال أنطونيو أمبروسيو، الباحث الرئيس المشارك في مركز هارفارد لأنظمة النانو : «إن هذه الأداة البصرية جديدة تمامًا؛ وعلى الرغم من أننا طورنا بعض أسطح الميتاسرفس المشابهة على شكل أجهزة بصرية أكفأ وأصغر، إلا أن هذا التحول العشوائي من الزخم المغزلي إلى المداري لا يتحقق بأي أداة بصرية أخرى. ولا يستطيع أي شيء في الطبيعة أيضًا فعل ذلك، وإنتاج حالات الضوء هذه».

وسجلت هارفارد قانونيًا كل الملكيات الفكرية المتعلقة بالمشروع، وتسعى اليوم إلى الحصول على فرص تجارية، ونشر البحث في مجلة ساينس.

0
قم بتقييم هذا المحتوى

إضافة تعليق جديد

التحقق البصري
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA