تغطية شاملة

كسر الضوء: من تمويه العذارى إلى شيء أكثر عملية وأهمية - مفتاح بصري

هذا ما قاله البروفيسور السير جون بندري، المنظر في مجال المادة المضغوطة من إمبريال كوليدج لندن، والذي شارك الأسبوع الماضي في مؤتمر مشترك لعلماء من بريطانيا العظمى وإسرائيل في مجال تكنولوجيا النانو عقد في جامعة تل أبيب

البروفيسور جون بندري في مبنى بورتر في جامعة تل أبيب. الصورة من السفارة البريطانية
البروفيسور جون بندري في مبنى بورتر في جامعة تل أبيب، فبراير 2017. الصورة مقدمة من السفارة البريطانية

كان تعزيز العلاقات البحثية في مجال النانو بين الجامعات في إسرائيل والمملكة المتحدة هو الموضوع الساخن على جدول الأعمال في مجموعة متنوعة من الأحداث التي أقيمت الأسبوع الماضي في مركز علوم النانو وتكنولوجيا النانو بجامعة تل أبيب. حضر وفد من كبار الباحثين من بريطانيا العظمى تحت رعاية قسم العلوم والابتكار في السفارة والمجلس الثقافي البريطاني للمشاركة في محاضرات وجولات عصف ذهني في هذا المجال. أحدهم هو البروفيسور السير جون بندري، المنظر في مجال المادة المضغوطة من إمبريال كوليدج لندن ومطور النظرية وراء القدرة على مراقبة المكونات النانوية تحت المجهر وبناء مواد منها - مواد ذات الخصائص المطلوبة.

وفي مقابلة مع موقع هيدان، يقول البروفيسور بندري إن تقنية انكسار الضوء ستمكن من التبديل البصري الذي سيسرع بشكل كبير من معدل نقل البيانات على الإنترنت.

هذه ليست المرة الأولى للبروفيسور باندري في إسرائيل، فقط في العام الماضي كان هنا ثلاث مرات، إحداها كانت في مايو 2016 عندما حصل على جائزة دان ديفيد في بُعد المستقبل، والتي تم تخصيصها العام الماضي لهذا المجال من علم النانو. وقد تقاسم الجائزة مع اثنين من الباحثين البارزين الآخرين في مجال تكنولوجيا النانو، البروفيسور بول إليوستوس والبروفيسور تشاد ميركي.

البروفيسور باندري هو المسؤول عن إنشاء نوع جديد من المواد تسمى المواد الخارقة، مما أدى إلى إنتاج عدسات تصل إلى حد انكسار الضوء وتجعل الأشياء غير مرئية. يعمل مجال المواد الخارقة على توسيع قدرات المواد في الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله - من الضوء المرئي إلى مجالات التيار المستمر. العدسات التي طورها محدودة فقط بدقة التصنيع وليس بالطول الموجي.
يوضح البروفيسور باندري هنا أن ما حال دون الاستخدام الواسع النطاق لتقنية النانو وإنتاج المواد المتقدمة هو حقيقة أنه لم يكن من الممكن مراقبة العمليات على مقياس النانومتر. "المجهر العادي قادر على تكبير ما يصل إلى نصف الطول الموجي للضوء المرئي، وهو حوالي 300 نانومتر. ولا يمكن رؤية التفاصيل الأصغر. وبالنظر إلى أنه حتى الرقائق الإلكترونية الموجودة في هواتفنا جميعها مصنوعة من وصلات يبلغ عرضها بضعة نانومترات، فهذا تطور مهم".


الفيديو التوضيحي عن اكتشاف البروفيسور جون بندري والذي تم عرضه في حفل جائزة دان ديفيد في جامعة تل أبيب، مايو 2016.

يعتمد مجال حساب البيانات ونقلها إلى نهاية العالم بالكامل على الإلكترونيات اليوم. صحيح أن الألياف الضوئية تستخدم لنقل البيانات بين القارات، لكن حسب رأيه، من أجل توجيه حزم البيانات إلى المكان الصحيح، من الضروري تحويلها من إلكترونات إلى فوتونات، ونقلها عبر الألياف الضوئية، ثم عند نقطة المغادرة، قم بتحويلها مرة أخرى إلى إلكترونات من أجل إرسال إشارة إليها إلى وجهتها، ومن بين أمور أخرى، إذا لزم الأمر، قم بتحويلها مرة أخرى إلى بصرية.
"سيكون الأفضل لو كان من الممكن القيام بالتبديل البصري، دون تحويل البيانات بشكل مستمر بين الإلكترونيات والبصريات. المشكلة هي أن الإلكترونات سهلة التبديل لأنها تتواصل مع بعضها البعض، بينما الفوتونات لا ترى بعضها البعض. كانت فكرتي هي تطوير شعاع ضوئي شديد التركيز، حيث يجب أن تشعر الفوتونات ببعضها البعض. "
ما هي استخدامات هذا التطور؟
البروفيسور باندري: "أولاً، سيكون من الممكن استخدام هذا لتطوير مجاهر قادرة على الرؤية بدقة أعلى بكثير من اليوم، وسيكون من الممكن استخدامها لاختبار الأنظمة على مقياس نانومتر، على سبيل المثال العضيات للخلية البشرية، أو آلات النانومتر. وبالطبع، يمكن استخدام الضوء المركز لنقل المزيد من البيانات عبر الألياف الضوئية الموجودة. سيكون هذا ممكنًا إذا تمكنا من بناء مفاتيح بصرية، وحفظ عمليات النقل هذه ذهابًا وإيابًا بين البصريات والإلكترونيات.

أنت مشهور باختراع عباءة الاختفاء من النوع الذي استخدمه هاري بوتر

المواد الخارقة هي مواد لا يتم تحديد خصائصها من خلال تركيبها الكيميائي ولكن من خلال بنيتها على أصغر نطاق، مما يسمح للضوء بتجاوز الجسم مما يجعله غير مرئي عمليًا. في الواقع، منذ حوالي عشر سنوات قمت بتوضيح نتائج بحثي فيما يتعلق بانكسار الضوء، لإظهار مثال يمكن لأي شخص من عامة الناس أن يفهمه.
على أية حال، عندما بدأت ببعض الأفكار البسيطة، لم أكن أعرف إلى أين سيصل البحث. لكن تبين أنه منذ ذلك الحين نما هذا المجال وتطور إلى مجالات أخرى تتراوح بين التمويه الصوتي إلى حماية المباني من الزلازل. عباءة التخفي بحد ذاتها، لا تبدو قريبة رغم الشعبية التي اكتسبتها بفضل مؤامرات هاري بوتر.

هل تعتقد أنه يجب على العلماء أن يشاركوا بشكل أكبر في شرح العلوم للجمهور؟
"بالتأكيد، لسببين، الأول جذب الأطفال لدراسة الرياضيات والعلوم وأن يصبحوا الجيل القادم من العلماء، ولكن أيضًا لا يقل أهمية - حاجة الجمهور وصناع القرار إلى فهم الأساس العلمي لصنع القرار." ومع ذلك، يقول البروفيسور باندري إنه يجب الفصل بين العلم والسياسة. إذا أراد العلماء أن يصبحوا سياسيين ويقاتلوا في الساحة السياسية، فهذا شيء آخر، ولكن كجسم، يجب على العلماء أن يقولوا ما هي الحقيقة العلمية في كل مجال، وألا يتدخلوا أبعد من ذلك. "إن الجدل بين العلماء ومنكري المناخ لن يسهم في أي شيء."
وفيما يتعلق بسؤال ما إذا كان حقيقة أن العلماء في المملكة المتحدة ضد خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي، وبالطبع يخشى العلماء في الولايات المتحدة من مصير العلم في عهد ترامب، إلا أن الجمهور في كلا البلدين يعتقد خلاف ذلك، فضل عدم الإجابة، واكتفى بالتكرار وكان جوابه السابق هو أن العلماء يجب أن يشاركوا في شرح العلم دون الانخراط في النقاش السياسي.
بالمناسبة، في مقال نشرته هيئة الإذاعة البريطانية عام 2013 عن البروفيسور باندري، بعد حصوله على جائزة مهمة في بريطانيا العظمى، تم الحديث عن ممارسته للتعمق في موضوع ما، وبعد عقد من استنفاده والانتقال إلى موضوع جديد . سيتعين على عباءة الاختفاء الانتظار.

المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم

תגובה אחת

  1. والأصح أن نقول "إن الجدل بين السياسيين والعلماء الذين ينكرون القرارات السياسية المتعلقة بالمناخ لن يساهم في شيء".

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.