لقد رافقت مشكلة قياس الومضات فائقة السرعة علم الثواني التلقائية منذ أيامه الأولى: فمن الممكن قياس الأطوال الموجية التي يتكون منها الوميض (الألوان)، ولكن لا يمكن قياس مرحلة كل لون بشكل مباشر. تسمى هذه المشكلة "مشكلة استرداد المرحلة"
تعد ومضات الليزر في مختبر البروفيسور نيريت دودوفيتز من بين أسرع الومضات التي تم إنشاؤها على الإطلاق - فهي سريعة جدًا بحيث لا يمكن تحديد طول أو شكل كل ومضة بدقة تدوم أتوثانية (جزء من مليار جزء من المليار من الثانية). لقد رافقت مشكلة قياس الومضات فائقة السرعة علم الثواني التلقائية منذ أيامه الأولى: فمن الممكن قياس الأطوال الموجية التي يتكون منها الوميض (الألوان)، ولكن لا يمكن قياس مرحلة كل لون بشكل مباشر. تسمى هذه المشكلة "مشكلة استرداد المرحلة". ولمعالجة هذه المشكلة، انضمت البروفيسور دودوفيتز من قسم فيزياء الأنظمة المعقدة في معهد وايزمان للعلوم إلى زميليها في القسم البروفيسور دان أورون والبروفيسور بواز نادلر من قسم علوم الكمبيوتر والرياضيات التطبيقية.
"البروفيسور نادلر هو جارتي. عندما كنا نتجول ذات مرة في الحي مع الأطفال، سألته سؤالاً. يقول البروفيسور دودوفيتز: "حتى الآن، أدى هذا السؤال بالفعل إلى خمس مقالات كتبناها بالاشتراك مع البروفيسور أورون". في الدراسة الحالية، حيث يتم تطبيق خوارزمية مبتكرة على مشكلة طويلة الأمد في الفيزياء التجريبية، كان التعاون مع البروفيسور نادلر خيارًا طبيعيًا.
هناك عدة طرق للتحايل على مشكلة مرحلة التعافي، ولكن من الناحية العملية، يمثل تنفيذها تحديًا كبيرًا. توصل الدكتور أورين راز، الذي كان سابقًا طالبًا بحثيًا في مجموعة البروفيسور دودوويتز، إلى فكرة لطريقة جديدة: الجمع بين ومضات ليزر فائقة السرعة وقياسهما معًا، بحيث يكون الجمع بين الاثنين بمثابة صورة ثلاثية الأبعاد. في الفيزياء، يتم استخدام التصوير المجسم لتحليل الصور ثلاثية الأبعاد للأجسام الموجودة في الفضاء. وفي الدراسة الحالية، طبق العلماء الفكرة لإظهار صورة ثلاثية الأبعاد زمنية رباعية الأبعاد. إن تسجيل الصورة ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى معرفة نمط التداخل لكل من الومضتين، سمح للباحثين بإعادة بناء مراحل موجتي الضوء. يقول البروفيسور دودوفيتز: "هذه فكرة يمكن، من الناحية النظرية، تطبيقها لغرض قياس الظواهر الكمومية المختلفة - على سبيل المثال، إعادة بناء شكل الجسيمات الذرية من التداخل في أنماط حيودها".
وقد نشر الدكتور راز، الذي عاد مؤخراً إلى المعهد ليترأس مجموعة بحثية، بحثه النظري وهو لا يزال طالباً. كان الانتقال من التنبؤ النظري إلى العرض التجريبي خطوة صعبة، الأمر الذي تطلب عدة سنوات من التعاون بين العلماء من مختلف المجالات. بالإضافة إلى التعاون مع البروفيسور نادلر والدكتور أورين فيدهزور من مجموعة البروفيسور دودوفيتز والدكتور بن ليشيم من مجموعة البروفيسور أورون، عمل الباحثون أيضًا مع مجموعة من العلماء الإيطاليين في منشأة الليزر فائقة السرعة في جامعة البوليتكنيك في إيطاليا. ميلان. ويقول البروفيسور دودوويتز إن النتائج كانت مذهلة: "لقد تمكنا من قياس شكل الومضات بدقة أتو ثانية باستخدام قياس طيفي مباشر بسيط. قد تغير هذه الحقيقة بعض المفاهيم الموجودة في هذا المجال: لقد أظهرنا أنه من الممكن قياس شيء سريع جدًا باستخدام كاشف أبطأ بكثير - أبطأ بثانية كاملة أو حتى أكثر."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
متعة القراءة دراسات مثيرة للاهتمام.