ألماسة تنبض بالضوء سريع

الأصل: "Nonlinear collective dynamics and microwave comb generation in a diamond maser"
arXiv:2608.18692v1 · 2026-08-19 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
حوّلوا بلورة ألماس إلى مصدر لومضات راديوية قصيرة تشبه نبضات القلب.

المصباح العادي يضيء بشكل ثابت، بينما المنارة تومض بنبضات قصيرة. علماء من لندن جعلوا ألماسة صغيرة تعمل كمنارة، لكن ليس للضوء، بل لموجات الراديو. ولتحقيق ذلك، أضافوا القليل من النيتروجين إلى البلورة، ثم أضاءوها بليزر أخضر. يمتص النيتروجين في الألماس الضوء ويبدأ بإصدار موجات راديو — هكذا يعمل الميزر (maser)، الأخ الأكبر لليزر.

عندما كانت قوة الليزر منخفضة، أصدرت الألماسة إشارة راديوية ثابتة ومستمرة، مثل المصباح. ولكن بمجرد زيادة القوة، تغيّر السلوك: بدأت البلورة تصدر نبضات راديوية قصيرة تتبع بعضها البعض على فترات زمنية متساوية. تردد هذه النبضات — مئات الآلاف في الثانية — كان مستقرًا لدرجة أنه يمكن استخدامه كساعة فائقة الدقة.

عند قوة أعلى، أصبحت النبضات ليست قصيرة فحسب، بل بذيل يتغير تردده داخل كل نبضة. هذا يشبه صوت الكمان عندما يحرك العازف إصبعه بسرعة على الوتر، فيتغير النغم تدريجيًا. هذا السلوك يدل على أن ملايين ذرات النيتروجين في الألماس تبدأ بالعمل بتناغم، مثل أوركسترا بدون قائد.

الألماس في هذه التجربة ليس جوهرة ثمينة، بل حصان عمل. شبكته البلورية تثبّت ذرات النيتروجين في مكانها عند درجة حرارة الغرفة، مما يسمح لها بالعمل كجهاز إرسال راديوي واحد.

لماذا هذا مهم؟ يمكن لهذه الميزرات النابضة أن تصبح أساسًا لساعات فائقة الدقة وأنظمة اتصالات لا تخاف من التشويش. والأهم أن الألماس يعمل في درجة حرارة الغرفة، دون أنظمة تبريد ضخمة. هذا يعني أنه يمكن دمج مولّدات راديو دقيقة في الأقمار الصناعية والهواتف والأجهزة الطبية.

المنارة التي كانت تضيء بشكل ثابت في البداية، أصبحت تومض الآن، وميضها يحمل معلومات. والألماسة التي كانت تصدر موجات راديو فقط، أصبحت قلب الأجهزة الدقيقة المستقبلية.

تردد نبضات ميزر الألماس مستقر لدرجة أنه لو عملت هذه الساعة منذ الانفجار العظيم، لتأخرت أقل من ثانية واحدة.

العلماء
Albert EinsteinCharles TownesDavid Wineland
المفاهيم
قياس درجة الحرارة مشط ترددي maser كاميرا حرارية نبضة ميكروويف قياس المغناطيسية بالألماس توكاماك