اكتشف أحد خريجي جامعة بن غوريون والذي يعمل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طريقة جديدة للتأثير على انتشار الموجات

يمكن أن يؤدي ضبط الطول الموجي، سواء كان بصريًا أو مرنًا أو صوتيًا، إلى إخفاء أو تغيير لون المواد المادية

اكتشف خريج جامعة بن غوريون في النقب، الدكتور ستيفان روديك، طريقة جديدة لمعالجة انتشار الموجات لتغيير خصائص المواد الفيزيائية حسب الطلب.

روديك، الذي يدرس ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حصل على الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية من جامعة بن غوريون في النقب عام 2012، في مختبر البروفيسور غال دي بوتون. تم نشر هذا الاكتشاف مؤخرًا في مجلة Physical Review Letters الخاضعة لمراجعة النظراء.

تنتشر الموجات (البصرية أو المرنة أو الصوتية) بطرق مختلفة في مواد مختلفة. يؤدي التشتت المختلف إلى إنشاء تأثيرات مثل الألوان المختلفة والشفافية وامتصاص الصوت أو حتى تأثيرات أكثر "غريبة"، مثل التمويه الصوتي والبصري. تقليديًا، بمجرد إنشاء هذه الهياكل في الطبيعة أو تصنيعها في المختبر، يكون من الصعب تغيير هذه الخصائص.

يركز الدكتور روديك وفريقه المختبري أبحاثهم على طرق تغيير انتشار الموجات وبالتالي التأثير على خصائص مادة معينة حسب الطلب. ويدرس البحث الطريقة الأكثر ملاءمة للشركة المصنعة للتأثير على خصائص مادة معينة. لأن التطورات الحديثة في إنتاج "طبقة تلو الأخرى" تجعل من الممكن إنتاج مواد معقدة ذات دقة طول موجية فرعية لسمك الطبقات. يتيح هذا القرار إمكانية إنشاء هياكل لتغيير انتشار الضوء المرئي.

"في بعض النواحي، تكون هذه الهياكل الطبقية بسيطة للغاية وفي حالات أخرى ليست بسيطة على الإطلاق. على سبيل المثال، عندما يتم ضغط المادة، ينهار الطور الأكثر صلابة (بسبب ما يسمى بعدم الاستقرار المرن) ويشكل الأشكال المجعدة للطبقات الصلبة. وبهذه الطريقة نقوم بإنشاء هيكل منظم على نطاق صغير جدًا. يوضح الدكتور روديك أن هذه الهياكل الدقيقة المعقدة تعمل كنظام يشتت ويتداخل مع انتشار الموجات. في الواقع، هذه البنية المجهرية الخاضعة للتحكم هي أكثر ثراءً بكثير من الطبقات المستقيمة البسيطة، وهذه المواد تخلق تأثيرات مثيرة للاهتمام. على وجه الخصوص، يمكننا تصفية الترددات غير المرغوب فيها للموجات المرنة بشكل فعال، ويمكن استخدام هذه الظاهرة لتصميم مواد إلغاء الضوضاء.

هذه التأثيرات متاحة جدًا للضبط، ويمكن عكسها والتحكم فيها - ونتيجة لخصائص المادة، يمكن تغييرها بشكل استباقي. على سبيل المثال، يمكن للباحثين تغيير لون المادة، أو ربما تصبح غير مرئية بصريًا أو صوتيًا.

بالإضافة إلى ذلك، تعد الدراسة الحالية خطوة مهمة نحو فهم انتشار الموجات في بيئة ناعمة، مما قد يؤدي إلى تحسين تقنيات التشخيص غير الغازية في التطبيقات الطبية الحيوية. تقوم الطبيعة أحيانًا بتصميم مواد غير مستقرة تمامًا، وتكون الأشكال المتجعدة والمنهارة شائعة جدًا في الأنسجة البيولوجية. ولهذا السبب من المهم للغاية فهم خصائص هذه المواد اللينة، والتي من السهل جدًا تغيير شكلها.