الضوء يولّد النظام في المعدن سريع

الأصل: "Electronic Signature of Melting Onset in Polycrystalline Copper at Extreme Conditions"
arXiv:2604.15491 · 2026-04-16 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
ومضة ليزر تذيب النحاس، والتيار يمر بسهولة أكبر للحظة.

سلك نحاسي تحت ضربة ليزر يشبه مطبخًا يشغّل فيه الطبّاخ الموقد وفي نفس الوقت يراقب ساعة الإيقاف. تبدأ ذرات النحاس بالرقص، فتفقد انتظام الشبكة البلورية، بينما تشعر الإلكترونات، مثل النادلين في القاعة، بالتغيير فورًا. ولكن ما مقدار الفوضى اللازم حتى يلاحظوا ذلك؟ يتبيّن أن بداية الانصهار كافية.

أطلق العلماء نبضات ليزر مفردة بقوى مختلفة على أغشية نحاسية رقيقة. قام جهاز خاص بقياس كيفية مرور إشعاع تيراهرتز (وهو شيء بين موجة الراديو والضوء تحت الأحمر) عبر المعدن في البيكو ثوانٍ الأولى بعد الومضة — وهي أجزاء من تريليون من الثانية. من هذه البيانات تم حساب الموصلية: قدرة النحاس على تمرير التيار الكهربائي. قبل الانصهار، كانت الإلكترونات تصطدم باستمرار بالحدود بين الحبيبات المجهرية للمعدن، مثل العدّائين على مضمار مليء بالحواجز. ولكن عندما بدأ النحاس بالانصهار من هذه الحدود تحديدًا، اختفت الحواجز، وأصبح التيار أقوى لفترة قصيرة.

البيكو ثانية بالنسبة إلى الثانية هي كما الثانية بالنسبة إلى 31 700 سنة.

أكّد النموذج الحاسوبي أن الذرات والإلكترونات هنا لا يمكن أن تعمل بشكل منفصل. الانصهار ليس مجرد ذوبان للبلورة، بل هو إعادة ترتيب فورية للطرق التي يسلكها التيار الكهربائي. نبضة الليزر التي كان يُفترض أن تدمّر كل شيء، تجعل المعدن أكثر توصيلًا للحظة. ذلك الطبّاخ نفسه، عندما يشغّل الموقد، يفتح دون قصد طريقًا مختصرًا للنادلين عبر المطبخ.

النحاس هو ثاني أكثر المعادن توصيلًا للكهرباء بعد الفضة، لذلك يُستخدم في الأسلاك في جميع أنحاء العالم.

الآن أصبح واضحًا: القياسات البصرية فائقة السرعة يمكن أن تُظهر اللحظة التي يبدأ فيها الانصهار بالضبط. هذا مهم لمعالجة المواد بالليزر وللفهم كيف تتصرف المادة في الظروف القاسية.

البيكو ثانية هي جزء من تريليون من الثانية. خلال هذا الوقت، يقطع الضوء ثلث المليمتر فقط.

العلماء
Ludwig BoltzmannWillebrord SnelliusAlbert EinsteinCharles TownesDavid WinelandRudolf Clausius
المفاهيم
نحاس نقطة انصهار انتقال طور التوصيل الفائق تبعثر إلكتروني درجة حرارة الانتقال إلكترونيات فائقة السرعة سائل إلكتروني تسخين تحول الطور للمادة إلكترونيات فائقة التوصيل يوروبيوم ارتباطات إلكترونية الموصلية الفائقة المستحثة بالضوء جهاز إلكتروني ضوئي تيس تنجستن فلز تلألؤ ضوئي سبيكة زوج كوبر