علماء يحولون الضوء إلى مادة "صلبة" تتدفق كالسائل لأول مرة
تاريخ النشر: 7th, March 2025 GMT
في إنجاز علمي غير مسبوق، تمكن باحثون من تحويل الضوء إلى مادة فائقة الصلابة، مما يشكل خطوة كبيرة في مجال فيزياء الكم.
هذا الاكتشاف قد يفتح المجال لدراسة حالات كمومية غير تقليدية للمادة، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".ضوء فائق الصلابة
زعلّق ديميتريوس تريبوجيورجوس من المجلس الوطني للأبحاث في إيطاليا (CNR) قائلاً: "لقد حوّلنا الضوء إلى مادة صلبة، وهذا أمر رائع جداً"، وأشار أن هذا الإنجاز يستند إلى أبحاث سابقة أجراها العالم دانييلي سانفيتو، الذي أثبت قبل أكثر من عقد أن الضوء يمكن أن يتحرك مثل سائل، أما اليوم، فقد تمكن فريق الباحثين من الانتقال بهذه الفكرة إلى مستوى جديد عبر إنشاء "مادة فائقة الصلابة" كمومية.
ما هي المواد فائقة الصلابة؟
تتميز المواد الفائقة الصلابة بأنها تجمع بين انعدام اللزوجة والبنية المنتظمة الشبيهة بالبلورات التقليدية، مثل ملح الطعام. وعلى عكس المواد العادية التي تخضع لقوانين الفيزياء الكلاسيكية، فإن هذه المواد تنتمي إلى المجال الكمومي، حيث تسلك سلوكا غير مألوف.
أشباه الموصلات بدلًا من الذرات فائقة التبريد
في السابق، لم يكن بالإمكان إنتاج المواد الفائقة الصلابة إلا باستخدام ذرات فائقة التبريد في تجارب مخبرية خاصة. ولكن في هذه الدراسة، استخدم الباحثون أرسينيد الغاليوم والألمنيوم، وهو شبه موصل، بدل الذرات المبردة.
وعبر تسليط ليزر على سطح شبه الموصل المصمم بنمط دقيق، تمكن الباحثون من إنشاء جسيمات هجينة تُعرف باسم البولاريتونات. لعب هذا النمط دوراً رئيسياً في تقييد حركة هذه الجسيمات ومستويات طاقتها، مما أدى إلى تكوين الحالة الفائقة الصلابة.
ويتوقع تريبوجيورجوس أن تكون المواد الفائقة الصلابة المصنوعة من الضوء أسهل في التحكم من نظيراتها الذرية، مما قد يؤدي إلى اكتشافات جديدة في تقنيات الكم. ويواصل العلماء أبحاثهم لاستكشاف التطبيقات المستقبلية لهذه الحالة الفريدة من المادة
المصدر: موقع 24
كلمات دلالية: وقف الأب رمضان 2025 عام المجتمع اتفاق غزة إيران وإسرائيل صناع الأمل غزة وإسرائيل الإمارات الحرب الأوكرانية تكنولوجيا
إقرأ أيضاً:
محاكاة ثورية تكشف إمكانية “خلق” الضوء من العدم
#سواليف
أعاد فريق من #العلماء في #جامعة_أكسفورد تخيّل الفراغ، وحاكوا رقميا إمكانية #توليد_الضوء من #العدم، مستندين إلى واحدة من أغرب #تنبؤات #فيزياء_الكم: أن الفراغ ليس خاليا تماما.
وفي دراسة جديدة، أجرى العلماء محاكاة حاسوبية متقدمة أظهرت كيف يمكن لأشعة #ليزر فائقة القوة أن “تزعزع” الفراغ الكمي، وتستحث ظواهر حقيقية مثل إنتاج الضوء، من دون الحاجة إلى ذرات أو مادة فيزيائية.
وخلافا لما تفترضه الفيزياء الكلاسيكية، التي تعتبر الفراغ مساحة خالية بالكامل، تكشف فيزياء الكم أن الفراغ مليء بجسيمات افتراضية عابرة—خاصة أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات تظهر وتختفي بسرعة فائقة.
مقالات ذات صلة روبوت يرصد صحة النباتات من الداخل 2025/06/17وعندما تتفاعل هذه الجسيمات مع طاقة قوية كفاية، يمكنها أن تنتج تأثيرات ملموسة. وهو ما حاول فريق جامعة أكسفورد محاكاته بدقة، باستخدام برنامج متقدم يسمى OSIRIS.
وركّز الفريق على ظاهرة نظرية تعرف بـ”اختلاط الموجات الرباعية في الفراغ”، حيث يمكن لحزم ضوء ليزرية متقاطعة أن تثير الجسيمات الافتراضية في الفراغ، وتدفعها لتوليد ضوء جديد (دون أن تمر عبر أي مادة).
وتضمنت المحاكاة استخدام أشعة ليزر بقوة بيتاواط (أي مليون مليار واط)، وهي من أقوى الحزم الضوئية التي يمكن تصورها، تعادل طاقة تشغيل 10 تريليونات مصباح كهربائي.
وأظهرت النتائج أن أشعة الليزر قادرة، عبر الفراغ الكمي، على تغيير اتجاهها، والاختلاط، بل وإنتاج ضوء جديد تماما.
وتمثل أحد أبرز النتائج في ازدواجية الانكسار في الفراغ، وهي ظاهرة شبيهة بما يحدث عندما يمر الضوء في بلورات معينة وينقسم إلى مسارين. وفي هذه الحالة، أدى تأثير الليزر على الجسيمات الافتراضية إلى تشويه “نسيج” الفراغ ذاته، وتغيير استقطاب الضوء كما لو كان يمر عبر بلورة غير مرئية.
وإذا أمكن لاحقا تكرار هذه النتائج في تجارب حقيقية، فقد تمهد لفهم أعمق لطبيعة الفراغ والطاقة المظلمة وبنية الزمكان، بل وربما تقنيات جديدة للتحكم بالضوء.
لكن هذه التأثيرات الكمومية شديدة الدقة، وتتطلب ليزرات قوية جدا قد تبخّر معظم المواد. لذا، تظل المحاكاة أداة أساسية لتحديد الشروط المثلى قبل الشروع في تجارب حقيقية عالية التكلفة والمخاطر.
ويأمل فريق البحث في مواصلة تطوير نماذجهم لاختبار أشكال جديدة من النبضات الليزرية، واكتشاف طرق أخرى “لإنتاج شيء من لا شيء”. وهذه المحاكاة ليست فقط اختبارا نظريا، بل خارطة طريق نحو تجارب قد تغيّر فهمنا للفراغ والضوء، وحتى طبيعة الواقع.
الاجتماع الختامي لبعثه الحج لعام 1446ه يؤكد نجاح موسم الحج