(1/12)ربما لن تمرّ عليَّ أمسية لعيد ميلادي بجمال أمسية اليوم التي أقضيها وأنا أحاول أن أشرح روعة ما توصل إليه كلٌّ من: آن لولييه، بيير أوغستيني، فيرينس كراوس. بعنوان:
" experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter.”
" experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter.”
(2/12) قد تلخص هذه الحقيقة العلميّة ما أحاول قوله: يوجد في الثانية الواحدة attoseconds أكثر مما يوجد ثوانٍ منذ بداية نشوء الكون!
قبل أن نتكلم عن ما فعلوا، تعالوا لنتكلم عن ماهية ال attophysics.
عند الحديث عن تفاعل الضوء مع المادّة (light-matter interaction) غالبًا ما نقصد
قبل أن نتكلم عن ما فعلوا، تعالوا لنتكلم عن ماهية ال attophysics.
عند الحديث عن تفاعل الضوء مع المادّة (light-matter interaction) غالبًا ما نقصد
(3/12) إستعمالنا ل الليزير لسبر/ probe -تحويل ل probability- المادّة، لأنه لا يمكننا، عمليًّا، أن ننظر إلى الذرات بأعيننا؛ خذ حبة رمل واحدة على سبيل المثال، ماذا لو قلت لك أنها تحتوي على كيوينتيليون -مليارات- من الذرّات بداخلها؟
(4/12) قد نستعمل الميكروسكوب لتكبير حبة الرمل وفهم بعض خصائصها، لكنه لن يفيدنا على المستوى الذرّي.
إذا، غالبًا ما نستعمل الضّوء في دراسة الذّرات؛ هذا لأن ّ الضوء مكوّن من فوتونات، وخلال إختراق الفوتونات للمادّة ستتفاعل مع ذرّاتها بطرق مُختلفة،
إذا، غالبًا ما نستعمل الضّوء في دراسة الذّرات؛ هذا لأن ّ الضوء مكوّن من فوتونات، وخلال إختراق الفوتونات للمادّة ستتفاعل مع ذرّاتها بطرق مُختلفة،
(5/12) ما يمكننا من دراسة "المادّة" أو مكوّناتها-الإلكترونات مثلًا- متناهية الصغر وعالية السّرعة بدقة. إذًا، نحن بحاجة لمستوى عالٍ من الدّقة الزمنيّة time resolution -تخيّل معي عجلتان تدوران بسرعة 100 متر بعشرة ثوانٍ، لن تستطيع أن تميّز الإختلاف بينهما دون
(6/12) مستوى أعلى من دقّة مقياس الثّانية الواحدة، فتستعمل "جزء من الثّانية" للمقارنة بين العجلتين لتكتشف أن الأولى تدور بسرعة مئة متر في ال 10.05 ثانية والأخرى مئة متر في ال 9.85 ثانية، فترى الفرق من خلال دقة أعلى للوقت أو time resolution.
(7/12) الإلكترونات في الحقيقة تتحرك بمقياس ال attoseconds ، إذا أردت أن تقيس مقدار حركتها، فأنت بحاجة لأداة بمستوى زمني أقل من ال attosecond حيث يكون بمقدورها أن تتفاعل مع ديناميكية تحرّك الإلكترون.
حصولك على ليزر بنبضات attosecond pulse للمراقبة والقياس،
حصولك على ليزر بنبضات attosecond pulse للمراقبة والقياس،
(8/12) يعني أنه بمقدورك أن ترصد ديناميكية تحرّك الإلكترون في المادّة!
لكن، إختراع هذا النوع من الليزر ليس مهمّة سهلة. بل يتطلب عمليّة تسمى high harmonic generation. وهذه العملية تتضمن توجيه الليزر إلى غاز ما يحوّل ذراته إلى أيونات “ionization” ،
لكن، إختراع هذا النوع من الليزر ليس مهمّة سهلة. بل يتطلب عمليّة تسمى high harmonic generation. وهذه العملية تتضمن توجيه الليزر إلى غاز ما يحوّل ذراته إلى أيونات “ionization” ،
(9/12) ويسبب تسارع الإلكترونات acceleration”"، ثم تخرج هذه الطاقة الزائدة على شكل إشعاع عالي التردد high frequency ultrast radiation بمدى زمني attoseconds.
هذا العمل كان صنيعة عقل آن لولييه عام 1987،
هذا العمل كان صنيعة عقل آن لولييه عام 1987،
(10/12) ثم في عام 2001 بيير أغوستيني صنع وقاس لأول مرة سلسلة من النّبضات attoseconds pulses، وفي العام نفسه كراوس صنع مخبريًا وعزل وقاس أوّل attosecond pulse.
هذه النبضات pulses سمحت لنا بمراقبة الإلكترون real time observation
هذه النبضات pulses سمحت لنا بمراقبة الإلكترون real time observation
(11/12) والتّحكم بالمجال الزّمني للمراقبة time domain control لدينمايكية الإلكترون على المستوى الذرّي، ما يعني أنه يمكننا مراقبة الظواهر التي تظهر وتختفي بسرعة، كالتأين الضوئي photoionization ، نفق الإلكترون electron tunneling وغيرها...
(12/12) على المستوى العملي، هذه الإنجازات ستساعدنا في التّصوير ورصد الأمراض.. فكلما كنّا أكثر دقة، سنحصل على معلومات أكثر أهمَية. ولنحصل على معلومات بالمستوى الذرّي نحتاج إلى مقياس زمني خارق كال attoseconds.
Loading suggestions...