ضوء في الفجوة غير المرئية ✎ سريع

الأصل: "Broadband THz spectroscopy system beyond 25 THz using BNA crystals and a tunable single-ring-fiber compressor"
arXiv:2601.11764 · 2026-01-16 · CC BY-NC-ND 4.0 · تحليل مستقل · 1 دقيقة
تم تمديد شعاع الليزر وضغطه لرؤية ما كان يفلت من الأجهزة سابقًا.

هناك جزء من الضوء ظل لفترة طويلة بقعة عمياء: من 5 إلى 15 تيراهرتز. هذه ليست موجات راديوية ولا حرارة تحت حمراء، بل شيء بينهما، حيث تهتز الجزيئات بشكل مميز. باحثون من ألمانيا بنوا جهازًا يطل أخيرًا على هذه "فجوة التيراهرتز الجديدة" وحتى أبعد من ذلك — إلى ما بعد 25 تيراهرتز.

السر يكمن في بلورة اسمها الطويل BNA. عندما تضربها نبضة قصيرة من الضوء تحت الأحمر القريب، تستجيب البلورة بومضة في ذلك النطاق غير المرئي. ولكن لكي تكون الومضة واسعة مثل قوس قزح، وليست ضيقة مثل مؤشر الليزر، يتم أولاً تمديد النبضة ثم ضغطها. تمرر عبر ألياف زجاجية مجوفة مملوءة بالغاز — حيث يتم "تلطيخ" الضوء قليلاً عبر الألوان — ثم تقوم بصريات خاصة بضغطها إلى 31 فيمتو ثانية. هذا أقصر بمليون مرة من اللحظة بين نبضتين للقلب.

31 فيمتو ثانية هي كما لو أن ثانية واحدة تمددت إلى 32 مليون سنة.

في النهاية، تصدر البلورة طيفًا واسعًا يمكن استخدامه كمسطرة: توجيهه إلى مادة وملاحظة الترددات التي امتصتها. بهذه الطريقة، يمكن معرفة الجزيئات التي يتكون منها العينة. سابقًا، كانت هناك حاجة إلى ليزرات ضخمة ومكلفة، أما الآن فيكفي ليزر إتيربيوم عادي موجود بالفعل في العديد من المختبرات.

هذا مثل الحصول على كشاف قوي من مصباح يدوي جيبي: مصدر الضوء بقي كما هو، لكنه الآن يضيء شارعًا بأكمله بدلاً من بقعة صغيرة تحت القدمين.

إشعاع التيراهرتز يخترق الملابس والورق والبلاستيك، لكنه لا يخترق المعدن والماء، لذلك يُستخدم في ماسحات الأمن في المطارات.

في مسلسل "ستار تريك"، يفحص الماسح الطبي المريض في ثوانٍ — التحليل الطيفي بالتيراهرتز يقرب هذا الخيال العلمي من الواقع.

العلماء
James Clerk MaxwellArno PenziasRalph AlpherRobert Woodrow WilsonWilhelm WienMax Planck
المفاهيم
مطيافية التيراهرتز إشعاع تيراهرتز الأشعة تحت الحمراء القريبة نانوهرتز نيرسبيك نبضة ليزرية تلسكوب البنك الأخضر