📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

الليزر العادي يصدر ضوءًا بلون واحد، مثل نغمة واحدة على البيانو. لكن للبحث عن الجزيئات في الهواء، نحتاج إلى أداة تتنقل بسرعة عبر ألوان متعددة — مثل عازف يعزف سلمًا موسيقيًا. يُسمى هذا الليزر "قابل الضبط"، وكلما غيّر لونه بشكل أسرع، أمكن "شمّ" الهواء بسرعة أكبر. المشكلة أن الليزر عند السرعات العالية يبدأ بالانحراف: يقفز لونه إلى غير موضعه الصحيح، فتصبح القياسات مشوشة.

ابتكر العلماء طريقة لضبط الأمور. استخدموا حلقتين زجاجيتين صغيرتين جدًا — رنانين دقيقين (microresonators). تعمل الحلقة الأولى كمسطرة: فهي تولّد شبكة ترددات منتظمة جدًا يمكن من خلالها التحقق من الموضع الدقيق لليزر. أما الحلقة الثانية، ذات عامل الجودة العالي، فتلتقط اللون اللحظي لليزر وتُظهر مدى تشوشه. معًا، تسمحان بتصحيح أخطاء الليزر في الزمن الحقيقي، تمامًا كما تساعد الشوكة الرنانة والموالف (tuner) من يضبط البيانو.

بعد التصحيح، قاس الليزر الميثان بدقة 9 أجزاء في المليار لكل متر في الثانية. هذا مثل العثور على حبة رمل واحدة في حوض سباحة أولمبي. علاوة على ذلك، يميز الجهاز حتى نظائر الميثان — جزيئات بذرات كربون ذات أوزان مختلفة. كما يعمل النظام حتى لو كان الضوء مخففًا بمقدار 78 ديسيبل، أي أنه فُقد تقريبًا تمامًا في الطريق.

هذا "الشمّام" الليزري سيكون مفيدًا لكشف تسربات الغاز، ومراقبة الهواء في المصانع، وحتى للتشخيص الطبي عبر تحليل التنفس. بدلًا من بناء أجهزة ضخمة ومكلفة، يمكن استخدام رقائق صغيرة بحلقات زجاجية — والحصول على خرائط دقيقة للغازات غير المرئية.