التبديل الأتوثاني للضوء المضغوط: البصريات الكمومية عند حد السرعة سريع

الأصل: "Attosecond Control of Squeezed Light"
arXiv:2512.17046 · 2025-12-18 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
فيزيائيون يبدلون «ضغط» الضوء في أجزاء من مليار من مليار جزء من الثانية.

الضوء العادي يرتجف دائمًا قليلًا: سطوعه ولونه يتقلبان مثل الهواء في بالون منفوخ بعد دفعة. في الضوء المضغوط، تُعاد توزيع هذه التقلبات الكمومية — كما لو أن البالون يُضغط من جانب واحد، فيصبح أرق هنا وأسمك هناك، لكن الحجم الكلي يبقى نفسه. هكذا نضحي بالدقة في معلم واحد، مثل السعة، لنكسب في معلم آخر، مثل الطور. وقد سمح هذا بالفعل لكاشفات الموجات الثقالية بالتقاط تموجات في الزمكان أصغر بآلاف المرات من نواة الذرة، ورصد اصطدامات الثقوب السوداء على بعد مليارات السنين الضوئية.

الآن، تعلم الفيزيائيون تغيير الجزء الذي يُضغط من «البالون» لحظيًا، أي تبديل اتجاه الضغط في الحالة الكمومية للضوء. تستخدم الطريقة التجريبية مادة بصرية لاخطية تُسلط عليها ومضتان ليزريتان بفارق زمني أقل من فترة موجة ضوئية واحدة — لا يتغير الضوء، لكن المادة تعيد ترتيب خصائصها البصرية. يحدث هذا التبديل خلال أتوثانية (جزء من مليار من مليار جزء من الثانية). ويكشف التحليل باستخدام التحليل الطيفي عن ارتباطات بين المكونات الطيفية المختلفة لهذا الضوء، مما يسمح ببناء مصادر كمومية مثالية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية. يمكن أن تتفوق سرعة التعديل هذه على سرعة المعالجات الإلكترونية الحديثة بمليارات المرات. تشبيه البالون يبسط الصورة: في الواقع، يخضع التوزيع لمبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، حيث يقلل الضغط من الضوضاء في مكوّن تربيعي واحد للحقل على حساب زيادته في المكوّن المرافق.

لا أحد «يضغط» الضوء المضغوط فيزيائيًا — إنه مجرد إعادة توزيع ذكية للضوضاء الطبيعية، حيث يتحول تقليل الاضطراب في مكان إلى زيادته في مكان آخر، مثل البالون.

العلماء
Bernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer WeissAlbert Einstein
المفاهيم
استشعار الضوء الكمومي المضغوط مصدر ضوء كمومي الحالة المضغوطة ليزر الأتوثانية مطيافية الأتوثانية إشارة تحكم كبت الضوضاء مطيافية تقليل الضوضاء تبريد مفاجئ تعديل التردد معالجة الإشارات تبريد بالليزر سكويد فوتومتري مفكك ترميز تغذية راجعة مستشعر الإلكترونيات الضوئية ملاقط بصرية تقنيات التحكم في الاستقطاب