Categories: اخبار

العلماء يتمكنون من تحويل الضوء إلى مادة فائقة الصلابة

في عالمنا اليوم ، نعرف 3 حالات تقليدية للمواد ، وهي صلبة لها شكل صلب ، مثل الجليد أو المعادن ، والسوائل التي تتدفق بحرية ، مثل الماء ، والغاز مثل الهواء ، الذي ينتشر لملء أي فراغ.

هناك أيضًا حالات مثل البلازما الموجودة في الشمس ، وتتألف من جزيئات مشحونة كهربائيًا.

مادة متطرفة

ولكن في عالم الفيزياء الكمومية ، يبدو أن أغرب الحالات يمكن أن يجمع بين خصائص الصلب والسوائل معًا.

هذه المادة ، يمكن أن تتصرف مثل الفولاذ والسوائل في نفس الوقت ، وهي المادة المتلية الفائقة ، وهي حالة كمية غريبة للمادة التي لها بنية صلبة مثل البلورة ، ولكن في نفس الوقت تتدفق بسلاسة مثل السائل دون أي احتكاك.

تخيل أن صفًا من قطرات الماء يمكن أن يتحرك بسلاسة ، ولكن المسافة بين القطرات لا تتغير أبدًا ، فهي مستحيلة في عالمنا الطبيعي ، ولكنها ممكنة في عالم الكم.

يقول إيكوبو كاروسوتو ، من جامعة ترينتو في إيطاليا: “يمكن أن تتدفق هذه القطرات من خلال عقبة دون التعرض للاضطرابات ، مع الحفاظ على ترتيبها المكاني ومسافاتها المتبادلة دون تغيير ، كما هو الحال في المواد الصلبة البلورية”.

في إنجاز علمي لا يصدق ، يمكن للعلماء الإيطاليين تحويل نفسه إلى نفس الضوء إلى مادة صلبة فائقة ، وقد يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطورات كبيرة في الفيزياء الكمومية والتقنيات المستقبلية.

في السابق لم يتم صنع القولون في السابق فقط من الذرات ، لكن الفريق الذي يقوده علماء من المجلس الأبحاث الوطني في إيطاليا تمكن الآن من صنع مادة صلبة فائقة مع فوتونات لأول مرة.

ضوء وحركاته

الضوء هو طاقة نقية ، وليس مادة ، لذلك لا يتصرف عادة مثل الصلب أو السائل ، ولكن العلماء استخدموا خدعة مادية ذكية لتتصرف مثل المادة ، وفقًا للدراسة المنشورة في “الطبيعة” الدورية المرموقة.

كانت الخطوة الأولى هي “التمسك” بالضوء إلى المادة ، وإلى أن يقترب الضوء من المادة ، يجب دمجه مع جزيئات المواد. للقيام بذلك ، استخدم العلماء حزمة ضوئية مركزة (ليزر) وكانوا يهدفون إلى مادة خاصة تعرف باسم الزرنيخ الغالي ، وهو مركب من الغاليوم والزرنيخ.

إذا اشتبك الضوء مع المادة ، فقد بدأ يتفاعل مع الإلكترونات في المادة ، مما أدى إلى ظهور جزيئات شبه مادية تسمى البوليتونية ، وبالقرب من الجسيمات “الهجينة” التي تشكل جزءًا من الضوء وجزء من المادة.

ويشير مصطلح “Semi Material” إلى نوع غير عادي من المواد التي يسميها العلماء أشباه الموصلات ، وللتفهم الفكرة ، وتخيل اللعب مع أصدقائك في حمام السباحة ، وبينما تنتقل يدك إلى الماء ، ترى أن التموجات الصغيرة تتحرك عبر سطح الماء ، فإن هذه التجاعيد ليست أشياء مادية ، لكنها حيوانات مستقلة تتحرك فوق الماء.

بنفس الطريقة ، تكون الجسيمات شبه هي ظواهر تحدث داخل مواد صلبة ، حيث تتحرك الطاقة أو الاضطرابات بطريقة تجعلها تبدو وكأنها جزيئات حقيقية ، على الرغم من أنها ليست جزيئات مستقلة مثل الإلكترونات أو البروتونات.

التطبيقات الواعدة

لضمان نجاح التجربة ، قام العلماء ببعض الاختبارات المهمة ، مثل قياس كثافة المادة الناتجة ووجدوا أنها تنتشر في شكل جبلين كبيرتين مع وجود فجوة بينهما ، وهو دليل على وجود مادة صلبة فائقة ، وقد استخدموا أيضًا تقنيات أخرى لقياس حالة الكم للنظام ، هو ، وأكد المواد.

يمثل هذا الابتكار الحديث تقدمًا كبيرًا في الفيزياء الكمومية ، حيث أن تحويل الضوء إلى حرائق فائقة مفتوح لتقنيات الإضاءة الجديدة ، مثل أجهزة الليزر والأجهزة البصرية للجيل القادم مع تحسين الأداء والوظائف الجديدة ، ويمكن أن يساعد أيضًا في استكشاف الطبيعة العميقة للمادة والضوء في العالم الكمي.

بالإضافة إلى ذلك ، تتميز المواد الفائقة الصلبة بكميات فريدة يمكن استخدامها لتطوير “CIPTS” أكثر استقرارًا وفعالية ، وهي الوحدات الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.

يمكن أن تساعد المواد الفائقة في تطوير أجهزة قياس دقيقة ، لأن حساسية الصلح الفائقة للمنبهات الخارجية تجعلها مثالية لإنشاء أجهزة استشعار عالية الدقة ، ويمكن أن تدور هذه المستشعرات لتتطلب قياسات دقيقة ، بما في ذلك الفيزياء الفلكية والتكنولوجيا النانوية.