الرئيسية / جائزة نوبل / جائزة نوبل للفيزياء 2018: للفزيائيين «جيرارد مور» و«دونا ستيكلاند» حول اكتشافهم «لطرق توليد نبضات بصرية عالية الكثافة وقصيرة جدا»
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/

جائزة نوبل للفيزياء 2018: للفزيائيين «جيرارد مور» و«دونا ستيكلاند» حول اكتشافهم «لطرق توليد نبضات بصرية عالية الكثافة وقصيرة جدا»

استلهم هذا البحث من مقال علمي شائع عن الرادار وموجاته الراديوية الطويلة، ولكن تطبيق  هذه الفكرة على الموجات الضوئية لجعلها أقصر كان أمرا صعبا جدا من الناحية النظرية والعملية معا، إلاّ أنّ « دونا ستريكلاند» وتحت إشراف البروفيسور الفرنسي «جيرارد مورو» نشرت مقال علمي سنة 1985 وكان الأول لها، اثبتت فيه فكرة تضخيم نبضات الليزر القصيرة إلى مستويات غير مسبوقة.

يتم إنشاء ضوء الليزر من خلال تفاعل متسلسل حيث تولد «الفوتونات» المتداخلة  المزيد من «الفوتونات» الأخرى، التي يمكن ان تنبعث على شكل نبضات ضوئية، ومنذ أن تم اختراع الليزر  (60 عامًا تقريبًا )، سعى الباحثون إلى خلق نبضات ضوئية أكثر شدة، لكن في منتصف الثمانينات وصلوا الى منتهى الطريق، اين اصبح من غير الممكن عمليا زيادة  شدة الضوء دون تدمير الأدوات المضخمة له.

تقنية «ستيكلاند» و«مورو» الجديدة، المعروفة باسم  (chirped pulse amplification (CPA بسيطة وعبقرية في نفس الوقت، حيث تم تمديد النبضة الليزرية القصيرة ثم تضخيمها وضغطها مع بعضها بعد ذلك، اذ  تنخفض الطاقة القصوى لنبضة الضوئية عندما يتم تتمديدها، ومنه يمكن تضخيمها بشكل كبير دون اتلاف المضخمات، وبعد كل هذا يتم ضعط النبضة، معنى ذلك تكثيف ضوء أكثر في مساحة صغيرة من الفضاء، مما يؤدي لزيادة كثافة النبضة .

واستغرق هذا البحث عدة سنوات ليتكلل بالنجاح، لأنه واجه الكثير من الصعوبات في التفاصيل المفهومية والتطبيقية، مثلا: تم تمديد نبضة باستعمال كابل حديث من الألياف البصرية بطول 2.5 كلم، لكن كُسر هذا الكابل في الوسط، ولم ينبعث الضوء، وبعد محاولات ومتاعب كثيرة، وجدوا أنّ 1.4 كلم من الكابل كافية لتمديد النبضة.

وأحد أهم التحديات التي واجهت فريق البحث هي مزامنة المراحل المختلفة للمعدات، أي جعل جهاز التمديد يتطابق مع جهاز الضغط، لكن تم تجاوز هذه الصعوبات ووجدوا حلا عمليا لذلك.

أحدثت تقنية CPA ثورة في مجال الفيزياء الليزرية، حيث أصبحث نموذج مثالي في جميع أجهزة الليزر عالية الكثافة، وصارت مدخل لعدة مجالات جديدة وعدة تطبيقات في الفيزياء، الكيمياء والطب.

 

 

تدقيق لغوي: بولحية يحيى

تعديل الصورة : نصرالدين بلبكري

المصدر:هنا

Comments

comments

تحقق ايضا

تاريخ موجز عن تطور الأعداد المركبة (الجزء الأول)

مقدمة لابد منها ربما يكون مفاجئا للكثيرين (ومن ضمنهم كاتب هذا المقال) أن السبب في …