وقع الضوء في فخ الفوضى سريع
جعل العلماء الموجات الكهرومغناطيسية تضيع إلى الأبد في متاهة ثلاثية الأبعاد من الجسيمات المعدنية. في السابق، كان هذا ممكناً فقط للصوت أو الإلكترونات. الإنتروبيا — مقياس الفوضى — لعبت هنا دور الطريق المسدود: تداخلت الموجات مع بعضها وألغت بعضها البعض، وفقدت الاتجاه. هذا أشبه بالتجوال اللانهائي في طوابق مبنى بممرات متطابقة.
بتغيير نسبة المعدن، لاحظ الفيزيائيون انتقالاً واضحاً. عندما كانت الجسيمات قليلة، تحركت الموجات بحرية، متشتتة. لكن ما إن تجاوز التركيز عتبة حرجة، حتى تجمد الشعاع — انخفض سطوعه بشكل حاد، ولم تتسع البقعة. هذا دليل مباشر على الإيقاف ثلاثي الأبعاد للموجة، الذي تم التنبؤ به عام 1958 للإلكترونات. استغرق الضوء ما يقرب من 70 عاماً لرؤية التأثير دون تشوهات.
من اللافت أن أدنى امتصاص للضوء بواسطة المادة كان سيدمر الفخ — ستختفي الموجة ببساطة. تغلب المؤلفون على هذا باختيار الفوضى المناسبة. تفتح النتيجة الطريق لأجهزة استشعار فائقة الحساسية وعناصر حاسوبية تعتمد على الإشعاع المحبوس.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2606.04897
A prominent phenomenon in contemporary condensed matter physics is Anderson localization -- suppression of wave propagation in disordered systems as a result of interference effects. Despite being observed with various types of waves over the years, all prior attempts to reach Anderson localization of light in three-dimensional systems have been hampered by experimental artifacts. Here, we report an unambiguous experimental proof of three-dimensional Anderson localization of microwaves in disordered metal aggregates. By studying samples with different metal volume fractions, we show a clear difference between diffusive and localized behaviors, and the latter is confirmed by a scaling analysis of transmitted beam width in excellent agreement with theoretical and numerical results. Our demonstration opens avenues for both fundamental studies and practical applications of this extraordinary phenomenon.
تم التنبؤ بتموضع أندرسون للإلكترونات عام 1958، لكن استغرق الأمر 70 عاماً تقريباً لرؤيته في الضوء ثلاثي الأبعاد دون تشوهات.