نبضة ضوئية لا تتبدد سريع

الأصل: "Partial parabolic amplification in rare-earth-doped optical fiber"
· Wenchao Wang, Yi-Hao Chen, Frank Wise
arXiv:2603.27554 · 2026-03-29 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
وجد العلماء طريقة لإنتاج ومضات ليزر فائقة القصر بقدرة قياسية دون أن تتمدد.

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

ومضة ليزر مدتها 50 فيمتوثانية (femtosecond) تشبه طلقة تدوم جزءًا من مليار من الثانية. خلال هذا الزمن، يقطع الضوء 15 ميكرومترًا فقط — أقل من سمك شعرة الإنسان. لكن إذا مررت هذه الومضة عبر مضخم، فإنها تبدأ بالتمدد مثل شريط مطاطي وتفقد حدتها.

وجد الفيزيائيون من مجموعة ياشا سوهل-ديكشتاين (رغم أنه معروف بأعمال أخرى) طريقة لتجاوز ذلك. لاحظوا أنه إذا تم اختيار مدة النبضة المدخلة بشكل صحيح، ينشأ في الألياف البصرية نمط خاص — "تضخيم مكافئ جزئي". في هذا النمط، تضغط النبضة نفسها بنفسها بدلًا من أن تتمد، وعند الخرج نحصل على ومضة مدتها 50 فيمتوثانية بقدرة ذروة تبلغ 30 ميغاواط. للمقارنة: قدرة المصباح العادي 60 واط، وهنا أكبر بمليون مرة.

يمكن تشبيه هذه النبضة القصيرة بالبرق الذي يضرب نقطة واحدة لكنه لا يملك الوقت لإذابة ما حولها.

سابقًا، كانت هذه النبضات تُنتج فقط باستخدام ليزرات الحالة الصلبة الضخمة، أما الآن أصبح ذلك ممكنًا في مضخم ألياف بصرية مدمج. المؤلفون واثقون من إمكانية رفع القدرة عشر مرات أخرى — حتى 200 ميغاواط — باستخدام ألياف ذات قلب أعرض. سيفتح هذا الطريق أمام قطع فائق الدقة للمواد ومجهرية لا تضر الخلايا الحية.

50 فيمتوثانية هي أقصر من الثانية بنفس العامل الذي تكون فيه الثانية أقصر من 600 مليون سنة.

العلماء
Michael FaradayHendrik LorentzWillebrord SnelliusAlbert EinsteinCharles TownesDavid Wineland
المفاهيم
نبضة فائقة القصر تضخيم تسريع ليزري بلازمي نبضة ليزرية بصريات لاخطية مضخم مضاعفة التردد إلكترونيات فائقة السرعة مكرر كمي تضخيم الموجة مطيافية المضخة-المسبار ألياف بصرية مرشح ضوئي الموجات فوق الصوتية مطيافية فائقة السرعة مسرع جسيمات جهاز نانوفوتوني maser الموصلية الفائقة المستحثة بالضوء