العلماء يكتشفون شكلاً جديداً من الضوء!

ترجمة: رعد طالب

اكتشف علماء الفيزياء في كلية ترينتي للفيزياء في دبلن ومعهد كران شكلاً جديداً من اشكال الضوء، وهذا سيؤثر على فهمنا للطبيعة الاساسية للضوء .
واحدة من الخصائص القابلة للقياس لشعاع الضوء هي معرفة الزخم الزاوي، حيث كان من المعتقد ان الزخم الزاوي هو من مضاعفات ثابت بلانك”الذي هو ثابت فيزيائي يُحدد حجم التأثيرات الكمومية”.

الان، الدراسات الاخيرة للدكتور كايل بلنتين والبروفيسور بول ايستهام والبروفيسور جون دينجان اظهرت شكلا جديدا من الضوء حيث الزخم الزاوي من كل فوتون “جسيم الضوء المرئي” لا يأخذ سوى نصف قيمة ثابت بلانك. هذا الاختلاف وان كان صغيرا، الا انه تأثيره عميق.
يقول البروفيسور المساعد بول ايسثام”نحن مهتمون في معرفة كيف يمكننا تغيير الطريقة التي يتصرف بها الضوء، وكيف يمكن ان يكون مفيدا لنا بل ان الشيء الاكثر اثارة في هذه النتائج للدراسة ان خاصية اساسية من خصائص الضوء كانت تُعتبر من الافكار الثابتة لدى الفيزيائيين ، يمكن ان تتغيّر”.

اما المشارك في البحث جون دونيجان فيقول:”يُركز بحثي على بصريات النانو ، الذي هو دراسة سلوك الضوء على مقياس النانومتر حيث يتميز شعاع الضوء من خلال لونه او طوله الموجي وبنسبة اقل على الزخم الزاوي. قياس الزخم الزاوي هو البحث عن كمية دوران الشيء، بالنسبة لشعاع الضوء فعلى الرغم من ان الضوء يسير بخط مستقيم فان بامكانه ان يدور حول محوره الخاص ، لذا فعندما يسقط الضوء من المرآة على عينيك صباحاً ، فان كل فوتون سيلوي عينك قليلا بطريقة او باخرى بسبب دورانه حول محوره. ان اكتشافنا سيكون له تأثيرات حقيقية لدراسة موجات الضوء في مجالات مثل الاتصالات البصرية الامنة “.

هذا الاكتشاف يقوم على تأثير تم اكتشافه قبل 200 سنة من الان، ففي سنة 1830 وجد عالم الرياضيات ويليام روان والفيزيائي همفري لويد، وجدوا انه من خلال تمرير الضوء من خلال بعض البلورات فان الضوء يصبح مثل اسطوانة جوفاء. الفريق استخدم هذه الظاهرة لتوليد اشعة الضوء في بُنية تشبه البرغي اللولبي.

ان تحليل الحزم ضمن ميكانيكا الكم تتوقع ان الزخم الزاوي للفوتون سيكون نصف عدد صحيح. وقد وضعت تجربة لاختبارها. وباستخدام جهاز شُيّد خصيصاً لقياس الزخم الزاوي في شعاع الضوء، فان العلماء باتوا قادرين وللمرة الاولى لقياس التدفق الناجم عن التأثيرات الكمومية ، وكشفت التجارب تحولا صغيرا، نصف ثابت بلانك، في الزخم الزاوي من كل فوتون.

الرابط:

http://phys.org/news/2016-05-physicists.html