علماء سنغافورة: تجربة عمرها 200 سنة تساعد في تطوير حواسيب المستقبل

تمكّن علماء في جامعة نانيانغ التكنولوجية بسنغافورة من إنتاج تراكيب ضوئية معقدة تُعرَف باسم السكيرميونات الضوئية، باستخدام تجربة شديدة البساطة تقوم على توجيه شعاع ليزر نحو قرص دائري صغير.

والمفارقة أن الطريقة تعتمد على ظاهرة بصرية معروفة منذ أوائل القرن التاسع عشر، تُسمى "بقعة بواسون"، بدلا من المواد الاصطناعية المعقدة والمكلفة التي كانت تُستخدَم عادة لتوليد هذه التراكيب. ونشرت الدراسة في دورية "أوبتيكا".

وتظهر بقعة بواسون عندما يُسلَّط ضوء مترابط، مثل ضوء الليزر، على قرص معتم. وبحسب ما نتوقعه في حياتنا اليومية، ينبغي أن يكون مركز ظل القرص مظلما تماما، لكن الضوء ينعطف حول حواف القرص ويتداخل خلفه، فتظهر نقطة مضيئة صغيرة في قلب الظل.

وكانت هذه الظاهرة من الأدلة التاريخية المهمة على الطبيعة الموجية للضوء، إذ أوضحت أن الضوء لا يتحرك دائما في خطوط مستقيمة، بل يمكنه الانتشار حول حواف الأجسام والفتحات الصغيرة.

السكيرميون ليس جسما ماديا منفصلا مثل الذرة أو الإلكترون، بل نمط منظم ومستقر في اتجاهات إحدى الخصائص الفيزيائية. ويمكن تخيله بوصفه مجموعة كبيرة من الأسهم، يشير كل سهم إلى اتجاه مختلف، لكنّ الأسهم جميعا ترتب نفسها في شكل دائري ملتف يشبه دوامة صغيرة أو أشواك قنفذ.

في السكيرميونات الضوئية، تمثل هذه الأسهم اتجاهات خصائص الضوء، مثل الاستقطاب أو المجال الكهربائي أو المجال المغناطيسي. وتكمن أهميتها في أن الشكل العام للنمط قد يبقى محفوظا حتى مع تعرضه لبعض التشوهات أو الاضطرابات، وهي خاصية تُعرَف باسم الحماية الطوبولوجية.