لأول مرة يتم "التقاط" الضوء في الزمن الافتراضي

نجح علماء الفيزياء في جامعة ميريلاند (الولايات المتحدة الأمريكية) في تحقيق إنجاز علمي غير مسبوق: مراقبة الضوء أثناء تحركه في "زمن خيالي"، وهو مفهوم رياضي يبدو غير واقعي.

إن مراقبة حركة الضوء في كل من الفضاء الحقيقي و"الزمن الافتراضي" سوف تفتح آفاقًا عديدة للتطبيقات العملية في حياة الإنسان الحديث - رسم توضيحي: ناسا

عادةً، عندما يمر الضوء عبر مادة شفافة، فإنه لا ينتقل بحرية كما هو الحال في الفراغ. تُبطئ الشبكة المعقدة من المجالات الكهرومغناطيسية داخل المادة كل فوتون، مما يُؤخر رحلة شعاع الضوء بأكمله.

تساعد هذه الظاهرة العلماء على فهم كيفية تفاعل الضوء مع البنية الدقيقة للمواد، وبالتالي استكشاف خصائصها الفيزيائية.

من الافتراضي إلى الحقيقي

غالبًا ما يستخدم جزء من النماذج الرياضية التي تصف هذه الظاهرة أرقامًا تُسمى "أعدادًا خيالية". هذه الأرقام ليس لها قيمة حقيقية في الحياة اليومية، وغالبًا ما تُعتبر أدوات رياضية بحتة. تُظهر التجربة الجديدة أن هذه الأرقام التي تبدو مجرد أرقام نظرية يمكن أن تتجلى في الواقع كظواهر فيزيائية قابلة للقياس تمامًا.

في دراسة نُشرت في مجلة "فيزيكال ريفيو ليترز" ، إحدى أعرق المجلات العلمية في مجال الفيزياء، صرّح فريق من الفيزيائيين إيزابيلا جيوفانيلي وستيفن أنلاج بأنهم استخدموا الموجات الميكروية، وهي شكل من أشكال الضوء خارج النطاق المرئي، ونقلوها عبر حلقة مغلقة من الكابل المحوري. يُحاكي هذا الجهاز بيئة مُتحكّم بها لدراسة انتشار نبضات الضوء عبر المواد.

ومن خلال قياس التقلبات الطفيفة في ترددات الموجات الدقيقة أثناء مرورها عبر النظام، اكتشفوا أن تحولات التردد لم تكن عشوائية، بل كانت تجسيدًا ماديًا لأرقام خيالية في المعادلة.

وهذا يوضح أن مفهوم الزمن الخيالي ليس مجرد خيال رياضي بل هو موجود بالفعل ويؤثر على انتشار الضوء.

وقال الدكتور أنلاج إن فريقه اكتشف درجة من الحرية لم تكن معروفة من قبل في موجات الضوء، مما يسمح بتفسير ظاهرة كانت تعتبر "افتراضية" من خلال عوامل حقيقية تماما.

من اللافت للنظر أن نبضات الضوء في هذا الوسط تتحرك بسرعة أكبر مؤقتًا من الفوتونات التي تُكوّنها. قد يبدو هذا متناقضًا، ولكنه نتيجة منطقية لتأثير الوسط وبنية الموجة.

آفاق عديدة للتطبيقات العملية

إن نجاح هذه التجربة ليس مجرد خطوة إلى الأمام في مجال الفيزياء النظرية. فرصد الضوء في حالة تُسمى "الزمن التخيلي" يفتح آفاقًا واسعة للتطبيقات العملية في الحياة المعاصرة.

مع تزايد فهم البشر لكيفية تحرك الموجات الكهرومغناطيسية، من الضوء إلى الموجات الدقيقة، وتغيرها أثناء مرورها عبر المادة، يمكننا تحسين العديد من التقنيات التي تعتمد عليها.

على سبيل المثال، في مجال الاتصالات اللاسلكية، يمكن لهذه المعرفة الجديدة أن تُحسّن سرعة ودقة نقل الإشارات. وبفضل أنظمة الرادار والاستشعار، يُمكنها أن تُسهم في زيادة الحساسية وتقليل التداخل، مما يُحسّن الكفاءة في مجالات مثل الطيران والعسكرية والأتمتة.

وخاصة في عالم الحوسبة الكمومية الناشئ، حيث تعتمد كل تفاعلات على سلوك الجسيمات المجهرية مثل الفوتونات، فإن الفهم العميق لكيفية سلوك الضوء قد يكون مفتاحاً لتصميم أجهزة حوسبة أكثر قوة واستقراراً في المستقبل.

وبعبارة أخرى، من ظاهرة كانت تعتبر في السابق مجردة تماما، أصبح الوقت الافتراضي الآن تدريجيا جزءا مفيدا من العالم التكنولوجي الحقيقي.

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm