وتمكن العالم المصري، بمشاركة فريق علمي بألمانيا، من تطوير شريحة ضوئية تحتوي علي جيل جديد من أجهزه الليزر المتطورة، القادرة على اكتشاف الكواكب الخارجية البعيدة.
طريق صعب
لم يكن الطريق ممهدا ومفروشا بالورود أمام الدكتور جعفر (36 عاما)، أستاذ الفيزياء بجامعة المنوفية، والباحث بمركز تسريع المعلومات الألماني، حيث أخفق في الالتحاق بكلية الهندسة التي حلم بها منذ نعومة أظافره، بعدما حصل في الثانوية العامة على مجموع أقل من 90%.
يقول العالم المصري، خلال استضافته ببرنامج "مصر تستطيع" مع الإعلامي أحمد فايق والمذاع على فضائية "DMC"، إن الثانوية العامة "ليست المقياس الوحيد للنجاح أو التميز والحياة لا تقف عند هذه المرحلة"، وفق صحيفة "الوطن".
وعلى طريق تحقيق أحلامه رغم العثرات، اختار جعفر، كلية العلوم، وتخصص في الفيزياء وهو التخصص الذي يبتعد الكثير عنه لصعوبته.
وفي كلية العلوم، تحدى الطالب المصري نفسه، وتفوق عليها ليحصل على درجة الامتياز على مدار الأربع سنوات.
الرحلة إلى موسكو
بعد التوفق في الكلية وتخرجه عام 2008، سافر جعفر إلى بعثة علمية لمعهد البحوث النووية بموسكو لاكتساب المزيد من الخبرات، وأظهر تميزا كبيرا هناك إلى أن حصل على الماجستير المشترك بين مصر وروسيا عام 2012.
الماجيستر والكشف العلمي
بعد عودته من موسكو، سافر جعفر إلى ألمانيا، بعدما حصل على منحة للدكتوراه وحصل على الشهادة العلمية المرموقة بالفعل في مجال فيزياء الليزر من جامعة ماربورغ بألمانيا وكان عمره حينها 28 عاما فقط، مؤكدا في حديثه أن "التعليم الجامعي وحده غير كافٍ ولابد من التعليم الذاتي طوال الوقت، وأساتذتنا في الجامعات حتى الآن بيتعلموا لأن العلم متغير والجامعة وحدها ليست مصدرًا كافيًا للمعلومات".
في ألمانيا، تمكن عالم الفيزياء المصري بمشاركة فريق علمي بألمانيا، من مركز مُسرع الإلكترونات الألماني (DESY) من تطوير شريحة ضوئية تحتوي على جيل جديد من أجهزة الليزر المتطورة، القادرة على اكتشاف الكواكب الخارجية البعيدة، ونشر البحث في مجلة OPTICA الأمريكية العلمية الشهيرة.
معلومات عن الابتكار الجديد
تسمح نتائج البحث باستخدام الليزر على نطاق واسع بدءا من قياس بصمات جزيئات معينة وقياس الترددات الضوئية المجهولة ووصولا إلى اكتشاف الكواكب الخارجية البعيدة.
يلقي البحث بالضوء على أهمية ما تسمى مصادر الليزر النبضي أو مسطرة التردد (optical frequency comb)، التي تقوم بتقسيم اهتزازات الساعات الضوئية إلى ترددات منخفضة يمكن عدها بدقة عالية باستخدام الأجهزة الإلكترونية المتاحة حاليا.
وكانت هذه المصادر وهي أجهزة عالية الدقة، جزءا من جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2005، حيث مكنت هذه الأجهزة القياسات الأكثر دقة على الإطلاق في العالم.
لكن وعلى الرغم من التطبيقات الهائلة لمصادر الليزر النبضية التقليدية، فهي كبيره الحجم ولا يمكنها دعم العديد من التطورات التكنولوجية الحديثة المبنية على شرائح السيليكون.
لكن الليزر الذي ابتكره جعفر مع فريقه، يسمح بتطوير جيل حديث من هذه الأجهزة تسمى "Fabry-Perot microcomb" يبلغ حجمها 100 مرة أصغر من سمك شعره الرأس.
يتميز هذا الجيل بالحد من استهلاك الطاقة بشكل جذري في أنظمة الاتصالات الضوئية، بالإضافة إلى أن معدل تردده سريع جدا يصل إلى التيراهيرتز (ألف مليار نبضة في الثانية الواحدة).
ويفتح الابتكار الجديد المجال للمزيد من التطبيقات خاصة في الاتصالات الضوئية اللاسلكية وسيستوعب التزايد المستمر لطلب المستهلكين على الاتصالات الرقمية ذات معدل البيانات المرتفع، وهو ما يمكن استخدامه في تطبيقات أخرى مثل معايرة أجهزة الطيف المستخدمة في المراصد الفلكية والتحليل الطيفي عالي الدقة والاتصالات الضوئية.
يعمل العالم المصري الدكتور محمود جعفر حاليا، باحثا بمركز مُسرع الإلكترونات الألماني DESY ضمن مشروع تابع للاتحاد الأوروبي.