كيف يتم تجميد الضوء باستخدام الفوتونات؟.. السر في الاكتشاف العلمي

اكتشاف جديد من نوع فريد في علم فيزياء الكم والتكنولوجيا، الذي شكل تطورا هائلا وإنجاز علمي جديد في العلم الحديث والأبحاث المتطورة، وذلك بعدما تمكن العلماء الإيطاليون من تجميد الضوء باستخدام درجات الحرارة، حيث وصفوا الضوء بأنه يتصرف كجسم صلب «فائق»، حيث جاء هذا الاكتشاف، تحت عنوان «جسم صلب فائق مصنوع باستخدام الفوتونات»، الذي نشر في مجلة «نيتشر».

ما هو الجسم الصلب؟

وبحسب الدراسات، فإن الجسم الصلب الفائق يعتبر من حالات المادة التي بدورها تجمع بين الحركة السلسة للموائع الفائقة والبنية الصلبة للمواد الصلبة، حيث كان قديما لم يستطع العلماء من رصد الأجسام الصلبة الفائقة إلا في تكاثفات بوز-أينشتاين (BEC)، والتي تتشكل عند تبريد الذرات الفردية أو الجسيمات دون الذرية إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق وفقًا لموقع  The Economic Times.

طريقة تجمد الضوء

دمج العلماء استخدام الضوء عند درجات حرارة قريبة من الصفر ، حيث تسود التأثيرات الكمومية، وتكاد الحركة الجزيئية تتوقف. وبينما يصعب بلوغ الصفر المطلق نفسه، والذي مكن للباحثين الوصول إلى درجات حرارة قريبة منه بشكل لا نهائي في بيئات مختبرية مُتحكم بها.

 تكاثف بوز-أينشتاين (BEC)

وأكد العلماء أن الجسيمات تتحرك معًا عند درجات حرارة منخفضة للغاية بسبب (BEC)، وعند وجود عدد كبير جدًا من الفوتونات، بدأت تتصرف بطريقة غير عادية، مُشكلة أنماطًا تُظهر سلوكًا فائق الصلابة، موضحين «تُشكل هذه الفوتونات تكاثفات تابعة لها أرقام موجية مُعاكسة غير صفرية، ولكن بنفس الطاقة (أي أنها مُتساوية الطاقة)»، بالإضافة إلي أن الحالة فائقة الصلابة تظهر، ويحدث تعديل مكاني في كثافة الفوتونات في النظام، وهو ما يُميز الحالة فائقة الصلابة".

نتائج الإكتشاف

مهد اكتشاف الضوء فائق الصلابة من تعزيز استقرار الكيوبتات (الوحدات الأساسية للحوسبة الكمومية)، مما سيحدث ثورة تكنولوجية للكم، عن طريق تطوير الأجهزة البصرية والدوائر الفوتونية، والمساهمة في الأبحاث الأساسية في ميكانيكا الكم، والقدرة على التحكم بالضوء بهذه الطريقة إمكانيات جديدة في القياس الدقيق، والاتصالات الآمنة، وعلوم المواد المتقدمة، مع حدوث تطورات في فيزياء الكم والتكنولوجيا بأنواعها.