انقلاب در آینده فناوری به کمک روش جدید تولید نور

به گزارش خبرنگار علم و فناوری آنا، دریافت نور بسیار روشن در یک فضای کوچک بسیار دشوار‌تر از چیزی است که به نظر می‌رسد و این موضوع یکی از چالش‌های جدی در حوزه فناوری محسوب می‌شود؛ اما به نظر می‌رسد دانشمندان موفق به حل این موضوع شده باشند.

بر این اساس اعلام شد تیمی از پژوهشگران در مطالعات خود موفق به ابداع یک روش جدید برای تولید نور فوق‌العاده درخشان شده اند که قوانین سنتی فیزیک ذرات را به چالش کشیده و به طور بالقوه می‌تواند موجب بروز یک انقلاب تکنولوژیکی شود.

این مدل جدید نور در حقیقت نوعی از امواج نوری منسجم و متمرکز هستند که به جای حرکت مستقل، به طور همزمان ایجاد شده و این شرایط موجب می‌شود پالس‌های سریع و قدرتمندی به وجود آمده و این نور بر خلاف امواج سنتی و عادی نور، در مقیاس آتو ثانیه یا یک هزارم میلیونیم یا یک میلیاردم ثانیه عمل می‌کند.

در حالی که فناوری‌های فعلی سازنده نور فوق‌العاده، ابعاد بسیار بزرگی دارند، دانشمندان روش نوینی را برای ایجاد چنین منبع نوری طراحی کرده اند که می‌تواند در یک اتاق قرار گیرد. کارشناسان معتقدند که این کشف جدید و مهم می‌تواند انقلابی در آینده فناوری و علم ایجاد کند.

گفته می‌شود این سیستم جدید با ایجاد نور فوق روشن در حوزه‌هایی مانند پزشکی و تصویربرداری مبتنی بر اشعه ایکس و پرتودرمانی استفاده شده و در حوزه فناوری نیز دانشمندان را قادر به طراحی تراشه‌های کامپیوتری قدرتمندتری خواهد کرد.

به ادعای تیم سازنده این سیستم نوری، کاربرد‌های نور فوق روشن از موارد فوق فراتر بوده و در حوزه فیزیک نجومی و مطالعه ماده متراکم ستارگان و سیارات نیز استفاده شده و قادر است درک ما از رفتار کیهانی را بیشتر کند.

فناوری تولید نور فوق روشن چگونه است؟

به گزارش آنا، به طور کلی منابع نور معمولی که از لامپ‌ها یا نور خورشید ساطع می‌شوند، نور سفیدی تولید می‌کنند که در آن فوتون‌ها به طور مستقل از یکدیگر و البته در یک راستا حرکت می‌کنند. به گفته دانشمندان، این نور نامنسجم مانند رادیویی است که با تنظیم ضعیفی که در آن بیشتر نویز ساکن را می‌شنویم، همراه بوده و فوتون‌های نور به طور یکپارچه عمل می‌کنند.

در آزمایش‌های انجام شده، دانشمندان از شبیه سازی‌های کامپیوتری پیشرفته‌ای برای اندازه گیری ویژگی‌های منحصربه فرد شبه ذرات تشکیل شده توسط گروه‌هایی از الکترون‌هایی که به صورت همزمان حرکت می‌کنند، استفاده کردند. این شبه ذرات توسط مجموعه‌ای از ذرات ایجاد می‌شوند که با یکدیگر به گونه‌ای عمل می‌کنند که آن‌ها را قادر می‌سازد مانند یک ذره واحد رفتار کنند.

به باور فیزیکدانان، این ذرات دارای ویژگی‌های بسیار جالبی بوده و از نظر تئوری می‌توانند با هر سرعتی (حتی سریعتر از سرعت نور) حرکت کنند. به این ترتیب نور تولید شده توسط این سیستم می‌تواند در برابر نیرو‌های قدرتمندی که سیاهچاله را احاطه کرده اند، مقاومت کرده و دچار خمش نشود.

در توصیف حرکت شبه ذرات نور فوق روشن، می‌توان آن را با موج مکزیکی تماشاچیان فوتبال مقایسه کرد. در این مدل، خود موج مکزیکی با سرعتی فراتر از دویدن یک انسان در سکو‌های ورزشگاه حرکت می‌کند، اما تماشاچیان یا همان سلول‌های تولید کننده حرکت، در جای خود ثابت باقی می‌مانند.

در این مدل جدید، دانشمندان تک تک الکترون‌ها را مشاهده کردند که حرکات ساده‌ای انجام می‌دادند. اما هنگامی که آن‌ها به یکدیگر پیوستند، حرکت جمعی آن‌ها با یکدیگر ترکیب شده و یک موج مکزیکی الکترونی ایجاد کرد که می‌تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند. کل سیستم یک شبه ذره را تشکیل می‌دهد که می‌توان آن را به عنوان یک الکترون واحد در نظر گرفت که قادر به انتشار فوتون‌های بسیار هماهنگ و در نتیجه نور بسیار درخشان است.

این کشف جدید بخشی از یک تلاش جهانی برای در دسترس قرار دادن منابع نوری بسیار درخشان است و شرح کامل این مطالعه در آخرین شماره مجله تخصصی Nature Photonics منتشر شده است.