أوركسترا يعزف فيها كل موسيقي بإيقاعه الخاص تخرج كنشاز. لكن بمجرد أن يلوح قائد الأوركسترا بعصاه، تندمج الآلات في لحن متناغم، حيث تكون كل نغمة في مكانها. هذه تقريبًا هي المشكلة التي يحلها الفيزيائيون عندما يثبتون تردد الليزر. الليزر لا يصدر شعاعًا مستمرًا، بل سلسلة من النبضات فائقة القصر – مثل قرع الطبول. إذا كانت الفترات بين الضربات "تطفو"، يتحول القرع إلى ضجيج. التثبيت هو قائد الأوركسترا الذي يجعل كل نبضة تأتي في وقتها المحدد بدقة.
في العمل الجديد، استخدم العلماء نوعًا خاصًا من الليزر – الليزر ذو القرص الرقيق، حيث يتضخم الضوء أثناء مروره عبر بلورة رقيقة تشبه المرآة الصغيرة. هذا الليزر ينتج في المتوسط 180 واط من الطاقة – أي ما يعادل حوالي 18 مصباحًا متوهجًا، لكنها مجمعة في نبضات تدوم أجزاء من المليون من المليار من الثانية. داخل الليزر، تصل الطاقة الذروية إلى 500 ميغاواط – أي وميض لحظي لمحطة طاقة كاملة. لترويض هذه القوة، لجأ العلماء إلى حيلة: مروا جزءًا من الضوء عبر بلورة من العقيق الألومنيوم الإيتري، التي توسع الطيف، مثلما يحلل المنشور الضوء الأبيض إلى ألوان قوس قزح. ثم جمعوا طرفي قوس القزح هذا معًا، وبفضل تداخلهما – نمط من الأشرطة المضيئة والمظلمة – يمكن ملاحظة أدنى اهتزاز في إيقاع النبضات.
بعد هذا التثبيت، يضغط الليزر النبضات إلى طاقة ذروية تبلغ 0.9 غيغاواط – وهذا يعادل ألف محطة طاقة تومض للحظة. هذا الشعاع قادر على طرد الإلكترونات من ذرات الغازات النبيلة، منتجًا أشعة فوق بنفسجية وحتى أشعة فوق بنفسجية قصوى. هذا الإشعاع، بدوره، يمكن تحويله إلى "مشط ترددي" – مجموعة من آلاف الألوان المقاسة بدقة، تُستخدم في أدق الساعات وفي المطيافية. سابقًا، كانت هذه الأجهزة ضخمة وحساسة. الآن، بفضل الليزر المدمج ذي القرص الرقيق، تظهر فرصة لصنع جهاز مكتبي ينتج مشطًا مستقرًا في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. وهذا يفتح آفاقًا جديدة لدراسة العمليات السريعة في الذرات والجزيئات، وللملاحة الدقيقة، وربما لتقنيات الكم المستقبلية.
تستمر النبضة الواحدة من هذا الليزر حوالي 200 فيمتو ثانية. خلال هذا الوقت، يقطع الضوء مسافة أقل من سمك شعرة الإنسان، وتحمل النبضة طاقة كافية لتبخير قطرة ماء.
فكرة المشط الترددي الدقيق تذكرنا بـ"السيوف الضوئية" من الخيال العلمي، لكنها في الحقيقة أداة للقياسات فائقة الدقة، قد تساعد في بناء أجهزة كمبيوتر كمومية.