العلماء يكتشفون شكلاً جديداً للضوء !
اكتشف باحثون من جامعة (Trinity College Dublin) طريقةً جديدةً لانتشار الضوء لم يسبق رصدها من قبل، فاتحين بذلك باباً جديداً للأبحاث المتعلقة بالضوء.
فكما هو معروف أن الضوء له طبيعة مزدوجة جسيم وموجة تسمى هذه الخاصية بازدواجية موجة الجسيمات، ويكون محملاً بالطاقة الكهرومغناطيسية، لكن العلماء اكتشفوا أنه لايحمل الطاقة فقط، بل يحوي على زخمٍ خطيٍّ (linear momentum كمية حركةٍ خطيةٍ) أيضاً الذي يمكن استخدامه لدفع الأشرعة الشمسية أماماً (الأشرعة الشمسية تقنية تستخدم عاكسات كبيرة يدفعها الإشعاع الشمسي)، ويحوي على زخمٍ زاويٍّ (angular momentum كمية حركةٍ زاويّةٍ)، هذا يعني أن شعاع الضوء يمكنه أن يدور حول محوره.
هذا الدوران غير مرئي للعين المجردة، ولكن يمكن تحديده اعتماداً على كيفية تفاعل الضوء (الذي يدور) مع المادة في الأبعاد-الثلاثة؛ قيمة الزخم الزاوي دائماً ضعف ثابت أساسي في الكون يعرف بثابت بلانك، ولكن الأمور تختلف في الأبعاد الأُخرى.
ففي ورقة علمية نشرت في مجلة Science أظهر الفريق أنه في بُعدَين، تحوي مكونات الزخم الزاوي على قيمٍ كسريةٍ، كائنةً نصفَ عددٍ صحيحٍ مضروبٍ بالثابت بلانك.
هذا الشرح هو الأول الذي يظهر هذه الخاصية للفوتونات، على الرغم من أنه ثبت منذ فترة طويلة أن الحالات الكمومية (قوة موجهة تحوي على جميع المعلومات عن نظامٍ ما) تستطيع التشكل عندما تستبدل الإلكترونات في الأبعاد الأقل.
وعلّق Paul Eastham مساعد البروفيسور المؤلف البارز في الورقة قائلاً:
"الذي أظنه مثيراً جداً في النتائج هو أن حتى الخواص الأساسية للضوء، التي ظنّ الفيزيائيون أنه تمت معالجتها، يمكن أن تتغير!"
كان بوسع الفيزيائيين أن يشكلوا الحالة الكمومية الجديدة، عبر الحصول على شعاعٍ من الضوءِ ماراً عبر كريستال خاصٍ يقيد الفوتونات على سطح أسطوانةٍ، والفريق كان قادراً أيضاً على قياس كامل الزخم الزاوي وتحديد إشارة في تقلبات مكوناته التي توافقت إلى قيمة كسرية.
الاكتشاف قد يحصل على تطبيقات في الاتصالات البصرية، ولكن الأكثر أهميةً أن هذا الاكتشاف يظهر لنا أنه حتى وقتنا هذا مازال الضوء مليئاً بالألغاز!
