علماء يطورون ليزر بحجم علبة الثقاب

جفرا نيوز -
طور فريق من الباحثين في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا (UC Santa Barbara) ليزراً صغيراً منخفض التكلفة وخفيف الوزن وعالي الدقة، يمكنه الأداء بنفس قدرة الليزر الضخم النموذجي.
ويتطلب تطوير الأنظمة الكمومية المتقدمة والساعات الذرية وأجهزة الاستشعار والعمل بها ليزراً عالي الدقة ومكلفاً يأتي مع إعداد ثقيل، و لا تستطيع جميع المختبرات في العالم تحمل ذلك، مما يحد من قدرة العلماء على إجراء العديد من التجارب عالية القيمة، وهذا ما يجعل الليزر الصغير الجديد خطوة كبيرة للأمام وفق "إنترستينغ إنجينيرنغ".
وقال أندريه إيسيتشينكو، الباحث الرئيسي وطالب الدراسات العليا في مختبر بلومنثال في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا: "سيمكن هذا الليزر الأصغر من حلول الليزر القابلة للتطوير للأنظمة الكمومية الفعلية، بالإضافة إلى الليزر لأجهزة الاستشعار الكمومية المحمولة والقابلة للنشر في الميدان والفضاء".
الروبيديوم
وطور الباحثون جهاز اليزر بحجم علبة الثقاب بطول موجي 780 نانومتر يأتي مع شريحة، باستخدام ذرات الروبيديوم.
وما ابتكره العلماء هو ليزر بعرض خطي منخفض، و تشتهر مثل هذه الأنواع بإنتاج ضوء نقي ومستقر ودقيق ومركّز بتردد واحد، مع انتشار ضئيل إلى ترددات أخرى.
وتعد الليزرات ذات عرض الخط المنخفض متطلباً أساسياً لتطبيقات مثل الساعات الذرية وأجهزة الاستشعار والتجارب الكمومية، وما يجعل جهاز الليزر الجديد يبرز من بين أجهزة الليزر الأخرى هو أنه ميسور التكلفة ، حيث يستخدم صماماً ثنائياً (بقيمة 50 دولاراً)، ويستهلك طاقة أقل، وله تصميم عملي أكثر.
وقال دانييل بلومنثال، المؤلف الرئيسي للدراسة وأستاذ في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا، "يمكنك وضع هذه الأجهزة على الأقمار الصناعية لرسم خريطة جاذبية للأرض وما حولها بدقة معينة، ويمكنك قياس ارتفاع مستوى سطح البحر، والتغيرات في الجليد البحري، والزلازل من خلال استشعار المجالات الجاذبية حول الأرض".

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

منذ 14 ساعات

بحجم صالة رياضية.. أمريكا تطلق أقوى ليزر في العالم

يعمل ليزر 'زيوس'، وهو بحجم صالة ألعاب رياضية مدرسية، من داخل منشأة مزودة بجدران خرسانية، بسمك 60 سم لاحتواء الإشعاع، ويُعد الخليفة المباشر لنظام 'هيركوليس' الذي بلغت طاقته القصوى 300 تيراواط. ويطلق 'زيوس' نبضات فائقة القِصر تستمر لأجزاء ضئيلة من الثانية، تسمح للعلماء بمحاكاة أحداث فيزيائية كونية، ودراسة ميكانيكا الكم، وغيرها من الظواهر شديدة التعقيد. كيف يعمل زيوس؟ يعتمد نظام الليزر على إرسال نبضات قوية عبر خلية غازية ممتدة مملوءة بالهيليوم. وعند اصطدام الليزر بالغاز، يُولّد بلازما من الإلكترونات والأيونات، ويتم تسريع هذه الجسيمات إلى سرعات فائقة عبر تقنية تُعرف بـ 'تسريع مجال الموجة'. وكلما زادت المسافة التي تقطعها الإلكترونات داخل الخلية، زادت سرعتها وطاقتها، ما يمكّن العلماء من تحقيق سرعات لم تُسجل من قبل. الطاقة التي بلغت 2 بيتاواط تُعد خطوة تمهيدية لما يُعرف بـ'تجربة زيوس المميزة'، والتي يُتوقع تنفيذها لاحقاً هذا العام. وتهدف التجربة إلى تصادم نبضات الليزر مع حزم إلكترونية بسرعة وجهاً لوجه، في تجربة تُحاكي نبضات بطاقة زيتاواط – ومن هنا جاءت تسمية ZEUS (Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse laser System). ويُقدر تمويل المشروع بنحو 16 مليون دولار من المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)، التي فتحت أبواب المختبر أمام فرق بحثية من مختلف أنحاء الولايات المتحدة. تطبيقات واعدة يقود البروفيسور فرانكلين دولار من جامعة كاليفورنيا أول تجربة مستخدم في المنشأة، ويهدف إلى توليد حزم إلكترونية تضاهي قدرات مسرعات ضخمة بطول مئات الأمتار، ولكن بكفاءة أعلى وطاقة تفوقها بخمسة إلى عشرة أضعاف. ومن أبرز التطبيقات المحتملة لاستخدامات ليزر زيوس: الطب: تحسين تصوير الأنسجة الرخوة بجرعات إشعاعية منخفضة علاج السرطان: تطوير تقنيات علاج إشعاعي دقيقة الفيزياء الفلكية: محاكاة انفجارات نجمية وظواهر كونية متطرفة علوم المواد: دراسة تأثيرات الضغط والطاقة القصوى على المواد المختلفة ويؤكد الدكتور فياتشيسلاف لوكين، مدير البرنامج في مؤسسة العلوم الوطنية، أن هذه الأبحاث 'لا تفتح آفاقاً للعلم الأساسي فحسب، بل تمهد لتطبيقات عملية في مجالات طبية وتقنية متقدمة'.

جفرا نيوز

منذ 2 أيام

• جفرا نيوز

كيف يضيء الدماغ أفكارك.. دراسة تظهر تأثير لحظات الإدراك على الذاكرة

جفرا نيوز - وجد علماء أن لحظات الإلهام المفاجئ التي غالبا ما يتم تصويرها في الأفلام على هيئة مصباح متوهج فوق الرأس، ليست مجرد خيال فني، بل لها أساس عصبي حقيقي يغير فعليا من بنية نشاط الدماغ. واستخدم فريق بحثي من جامعة ديوك وجامعة هومبولت، بقيادة البروفيسور روبرتو كابيزا، تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لرصد ما يحدث داخل الدماغ أثناء لحظات "الوجدان" أو "لحظة آها" (Aha moments)، وهي تعبير مجازي عن لحظة اكتشاف أو فهم فجائيه. وكشفت الدراسة التي نشرت في مجلة Nature Communications أن هذه اللحظات الإدراكية المفاجئة تترك أثرا عميقا في الذاكرة، حيث تزيد من قوة تذكر المعلومات بنسبة تصل إلى الضعف مقارنة بالحلول التي يتم التوصل إليها بطرق منهجية تقليدية. وما يجعل هذه النتائج أكثر إثارة هو أن قوة لحظة الإلهام ترتبط طرديا بمدى تذكر الحلول بعد أيام. فكلما كانت لحظة الإدراك أكثر وضوحا وقوة، زادت احتمالية تذكر الفرد للحل بعد خمسة أيام من التوصل إليه. ويرجع هذا التأثير المذهل إلى سلسلة من التغيرات العصبية التي تحدث في مناطق محددة من الدماغ أثناء لحظات الإشراق. وعندما يمر الشخص بلحظة وجدان، يشهد الدماغ انفجارا حقيقيا في نشاط منطقة الحصين (قرن آمون)، تلك المنطقة الصغيرة التي تلعب دورا محوريا في عمليات التعلم وتكوين الذاكرة. كما تظهر تغيرات جذرية في نمط إطلاق الخلايا العصبية في القشرة القذالية الصدغية البطنية، وهي المنطقة المسؤولة عن التعرف على الأنماط البصرية ومعالجة المعلومات المرئية. ولعل الأكثر إثارة هو ما لاحظه العلماء من زيادة ملحوظة في كفاءة الاتصال بين مختلف مناطق الدماغ أثناء لحظات الإلهام. وكما يوضح البروفيسور كابيزا: "تتواصل المناطق المختلفة مع بعضها بعضا بشكل أكثر كفاءة أثناء هذه اللحظات"، ما يخلق نوعا من التكامل العصبي الفريد الذي يفسر قوة هذه التجارب وتأثيرها الدائم على الذاكرة. وتفتح هذه النتائج آفاقا جديدة في مجال التعليم وطرق التدريس، حيث تشير إلى أن البيئات التعليمية التي تشجع على الاكتشاف الذاتي وتحفيز لحظات الوجدان قد تكون أكثر فعالية في تعزيز الفهم العميق والاحتفاظ بالمعلومات على المدى الطويل. كما تثير هذه الاكتشافات أسئلة عميقة حول طبيعة الإبداع وآليات حل المشكلات في الدماغ البشري، ما يضع الأساس لمزيد من الأبحاث المستقبلية التي قد تكشف النقاب عن المزيد من أسرار العقل البشري وقدراته المدهشة.

جفرا نيوز

منذ 3 أيام

• جفرا نيوز

'تكنولوجيا معلومات الشرق الأوسط' تعزز حضورها الأكاديمي

جفرا نيوز - شاركت كلية تكنولوجيا المعلومات في جامعة الشرق الأوسط، في فعاليات الاجتماع السنوي لفرع IEEE الأردن. مثّل الجامعة رئيس قسم علم الحاسوب في الكلية الدكتور محمد الحوارات، والمسؤول التنفيذي لمركز الابتكار في الكلية الدكتور حذيفة أبو حماد، إلى جانب مجموعة من الطلبة الممثلين لفرع IEEE MEU. وتأتي هذه المشاركة في سياق جهود الكلية المستمرة لتعزيز الحضور الأكاديمي الفاعل على المستويين المحلي والدولي، وتوطيد أواصر التعاون مع الباحثين والأكاديميين من مختلف الجامعات الأردنية. وقد شكّل اللقاء فرصة حيوية لتبادل الأفكار والتجارب العلمية، في وقتٍ تناول فيه الحاضرون آفاق التعاون المستقبلي في مجالات الذكاء الاصطناعي والهندسة والتكنولوجيا، بما يعزز من مسيرة الابتكار والبحث العلمي ويخدم الطلبة والقطاع التكنولوجي في آنٍ واحد.