https://sarabic.ae/20260917/علماء-الفيزياء-يحصرون-جسيمات-ضوئية-هجينة-مراوغة،-ممهدين-الطريق-لرقائق-بصرية-أسرع-بمئات-المرات-1117050423.html
علماء الفيزياء يحصرون جسيمات ضوئية هجينة مراوغة، ممهدين الطريق لرقائق بصرية أسرع بمئات المرات
علماء الفيزياء يحصرون جسيمات ضوئية هجينة مراوغة، ممهدين الطريق لرقائق بصرية أسرع بمئات المرات
سبوتنيك عربي
في سابقة عالمية، تمكن فريق دولي من حصر جسيمات "الإكسيتون-بولاريتون" وهي جسيمات هجينة عديمة الكتلة من الضوء والمادة، لطالما اعتُبر حصرها مستحيلاً، باستخدام سطح... 17.09.2026, سبوتنيك عربي
2026-09-17T21:39+0000
2026-09-17T21:39+0000
2026-09-17T21:39+0000
مجتمع
علوم
جامعات روسية
أخبار الأبحاث العلمية
https://cdn.img.sarabic.ae/img/07e9/0b/15/1107355245_0:2:3634:2046_1920x0_80_0_0_0bc4a552570dcb7dec794c23040826fd.jpg
لسنوات، أثارت جسيمات الإكسيتون-بولاريتون "وهي جسيمات هجينة فائقة السرعة تتشكل عند اندماج الضوء مع المادة" فضول علماء الفيزياء باعتبارها ناقلات مثالية للمعلومات: عديمة الكتلة تقريبًا، وسريعة كالبرق، ومتماسكة كميًا، لكن كانت هناك مشكلة واحدة: استحالة حصرها عمليًا.القبض على الجسيمات المراوغةتظهر جسيمات الإكسيتون-بولاريتون عندما تتفاعل الفوتونات مع الإكسيتونات داخل مادة ما، ولأنها تتصرف كجسيمات عديمة الكتلة، فإنها قادرة على نقل المعلومات بسرعات فائقة. إلا أن طبيعتها جعلتها عصية على الرصد: فكل محاولة لحصرها انتهت بهروبها أو اضمحلالها. يجمع الحل، بين ليزر الفيمتو ثانية وسطح فوقي رقيق للغاية من البيروفسكايت مطبوع عليه شبكة مجهرية.البيروفسكايت، وهي مادة لينة ومرنة، أرخص بكثير وأسهل في التصنيع من أشباه الموصلات التي تهيمن على مجال الفوتونيات الحديثة، ومن اللافت للنظر أنها تُظهر تأثيرات كمومية في درجة حرارة الغرفة، والتي كانت تتطلب سابقًا ظروفًا شديدة البرودة.مارد محتجز في زجاجةإن الفخ نفسه عبارة عن خدعة بصرية. يسلط الليزر على نقطة صغيرة في الغشاء، فيثير البيروفسكايت بداخله، بينما تبقى المادة خلف تلك النقطة غير مُثارة، أو "خاملة". لا يمكن للبولاريتونات المتولدة داخل هذه البقعة الانتقال ببساطة إلى تلك المنطقة الخاملة.يقول أنطون ناليتوف، الباحث النظري الرئيسي في الدراسة بمركز "أبريكوسوف" للفيزياء النظرية التابع لمعهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا (MIPT): "الأمر أشبه بأننا أخرجنا ’جنيّاً‘ إلى الوجود ثم حجزناه فوراً داخل زجاجة، مانعين إياه من الانطلاق بعيداً. إن هذا التوازن بين تدفق الطاقة وفقدانها يخلق ظروفاً خاصة تتيح لنا تجاوز "مفارقة كلاين" وحصر الجسيمات داخل مصيدة".الحوسبة بسرعة الضوءتمتد تداعيات هذا الاكتشاف إلى ما هو أبعد بكثير من الفيزياء الأساسية؛ إذ يخطط الفريق لدمج هذه الأسطح الفائقة (metasurfaces) المصنوعة من مادة "البيروفسكيات" في الشبكات العصبية الحيودية (diffractive neural networks)، وهي دوائر بصرية يقوم فيها الضوء نفسه بإجراء العمليات الحسابية.ويمكن إعادة تدريب مثل هذه الأنظمة بشكل فوري (أثناء التشغيل)، كما أنها تعمل بسرعة تفوق مئات المرات سرعة الإلكترونيات الحديثة مع استهلاك جزء ضئيل من الطاقة؛ مما يمثل تحولاً جذرياً محتملاً في مجالات مثل التعرف على الصور والنماذج اللغوية الكبيرة.المصدر | بوابة روسيا العلمية |
https://sarabic.ae/20250922/كاميرات-من-بلورات-البيروفسكايت-تتيح-للأطباء-رؤية-ما-بداخل-الجسم-بشكل-لم-يسبق-له-مثيل-1105143908.html
https://sarabic.ae/20260917/فيزيائيون-روس-يكشفون-عن-فوضى-مغناطيسية-تعيق-عمل-البتات-الكمومية-فائقة-التوصيل-1117046536.html
سبوتنيك عربي
feedback.arabic@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
2026
سبوتنيك عربي
feedback.arabic@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
الأخبار
ar_EG
سبوتنيك عربي
feedback.arabic@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
سبوتنيك عربي
feedback.arabic@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rossiya Segodnya“
علوم, جامعات روسية, أخبار الأبحاث العلمية
علوم, جامعات روسية, أخبار الأبحاث العلمية
علماء الفيزياء يحصرون جسيمات ضوئية هجينة مراوغة، ممهدين الطريق لرقائق بصرية أسرع بمئات المرات
في سابقة عالمية، تمكن فريق دولي من حصر جسيمات "الإكسيتون-بولاريتون" وهي جسيمات هجينة عديمة الكتلة من الضوء والمادة، لطالما اعتُبر حصرها مستحيلاً، باستخدام سطح فوقي من البيروفسكايت أرق بألف مرة من شعرة الإنسان. هذا الإنجاز، المنشور في مجلة "ساينس أدفانسز"، يفتح الباب أمام حواسيب قادرة على الحساب بسرعة الضوء.
لسنوات، أثارت جسيمات الإكسيتون-بولاريتون "وهي جسيمات هجينة فائقة السرعة تتشكل عند اندماج الضوء مع المادة" فضول علماء الفيزياء باعتبارها ناقلات مثالية للمعلومات: عديمة الكتلة تقريبًا، وسريعة كالبرق، ومتماسكة كميًا، لكن كانت هناك مشكلة واحدة: استحالة حصرها عمليًا.
الآن، نجح فريق من جامعةITMO، ومعهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا (MIPT)، والمعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL)، وجامعة دورتموند التقنية(TU Dortmund) في ألمانيا، في تحقيق ذلك تمامًا، وأظهر كيف يمكن لهذه الجسيمات المحصورة أن تُشغّل الجيل القادم من الحواسيب الضوئية.
القبض على الجسيمات المراوغة
تظهر جسيمات الإكسيتون-بولاريتون عندما تتفاعل الفوتونات مع الإكسيتونات داخل مادة ما، ولأنها تتصرف كجسيمات عديمة الكتلة، فإنها قادرة على نقل المعلومات بسرعات فائقة. إلا أن طبيعتها جعلتها عصية على الرصد: فكل محاولة لحصرها انتهت بهروبها أو اضمحلالها. يجمع الحل، بين ليزر الفيمتو ثانية وسطح فوقي رقيق للغاية من البيروفسكايت مطبوع عليه شبكة مجهرية.
البيروفسكايت، وهي مادة لينة ومرنة، أرخص بكثير وأسهل في التصنيع من أشباه الموصلات التي تهيمن على مجال الفوتونيات الحديثة، ومن اللافت للنظر أنها تُظهر تأثيرات كمومية في درجة حرارة الغرفة، والتي كانت تتطلب سابقًا ظروفًا شديدة البرودة.
وأوضح سيرجي ماكاروف، مدير معهد "ITMO" للضوئيات، أن البيروفسكايت أشبه بالصلصال - يمكنك نقش أي نمط تريده عليه، وأضاف "لقد صنعنا غشاءً أرق بألف مرة من شعرة الإنسان، وطبعنا شبكة مجهرية داخله مباشرةً، ما جعل التفاعل بين الضوء والمادة في غاية الكفاءة."
22 سبتمبر 2025, 19:42 GMT
إن الفخ نفسه عبارة عن خدعة بصرية. يسلط الليزر على نقطة صغيرة في الغشاء، فيثير البيروفسكايت بداخله، بينما تبقى المادة خلف تلك النقطة غير مُثارة، أو "خاملة". لا يمكن للبولاريتونات المتولدة داخل هذه البقعة الانتقال ببساطة إلى تلك المنطقة الخاملة.
يقول أنطون ناليتوف، الباحث النظري الرئيسي في الدراسة بمركز "أبريكوسوف" للفيزياء النظرية التابع لمعهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا (MIPT): "الأمر أشبه بأننا أخرجنا ’جنيّاً‘ إلى الوجود ثم حجزناه فوراً داخل زجاجة، مانعين إياه من الانطلاق بعيداً. إن هذا التوازن بين تدفق الطاقة وفقدانها يخلق ظروفاً خاصة تتيح لنا تجاوز "مفارقة كلاين" وحصر الجسيمات داخل مصيدة".
وقد جاء الدليل عبر الألوان؛ فباستخدام مقياس الطيف، لاحظ الباحثون أن البولاريتونات المحبوسة شكلت مستويات طاقة منفصلة، ما أدى إلى انقسام الضوء الخارج منها إلى عدة حزم ضوئية ملونة ومتميزة؛ وهو دليل قاطع على أن الجسيمات تشغل حالات محددة بدقة بدلاً من أن تتشتت بشكل عشوائي.
تمتد تداعيات هذا الاكتشاف إلى ما هو أبعد بكثير من الفيزياء الأساسية؛ إذ يخطط الفريق لدمج هذه الأسطح الفائقة (metasurfaces) المصنوعة من مادة "البيروفسكيات" في الشبكات العصبية الحيودية (diffractive neural networks)، وهي دوائر بصرية يقوم فيها الضوء نفسه بإجراء العمليات الحسابية.
ويمكن إعادة تدريب مثل هذه الأنظمة بشكل فوري (أثناء التشغيل)، كما أنها تعمل بسرعة تفوق مئات المرات سرعة الإلكترونيات الحديثة مع استهلاك جزء ضئيل من الطاقة؛ مما يمثل تحولاً جذرياً محتملاً في مجالات مثل التعرف على الصور والنماذج اللغوية الكبيرة.
