نقلة فيزيائية رئيسية.. بلورة زمنية مرئية تطورها علماء في 2025

البلورات الزمنية تمثل خطوة جريئة في عالم الفيزياء، حيث نجح باحثون في صنع واحدة مرئية للعين غير المجهرة لأول مرة؛ تكشف هذه التركيبة عدم ثباتها عبر تموجات لامعة بألوان حية تشبه وميض الأنوار المتحركة، وتشير إلى إمكانيات واسعة في مجالات متنوعة؛ يفتح هذا الإنجاز أبوابًا لتطورات جديدة، خاصة في تقنيات الحماية من الغش ووسائل التواصل المتقدمة.

نشأة فكرة البلورات الزمنية

قدم الفيزيائي النظري فرانك ويلتشيك في عام 2012 تصورًا للبلورات الزمنية، الذي بدا يعارض أساسيات الديناميكا الحرارية، وهي الدراسة التي تبحث في تفاعل الحرارة مع تدفق الغازات أو السوائل؛ على الرغم من الشكوك الأولية، أكدت مجموعة أمريكية في 2016 وجودها من خلال اختبارات عملية مباشرة؛ بخلاف البلورات التقليدية مثل الألماس أو الملح، التي ترتبذ ذراتها في نمط ثلاثي الأبعاد منتظم عبر المكان، فإن البلورات الزمنية تمتد في الزمن ذاته باهتزازات متكررة تخل بالتوازن الزمني الاعتيادي؛ هذا التميز يساعد في استكشاف سلوك الجسيمات ضمن ميكانيكا الكم، ويفتح طرقًا لتطبيقات مثل توليد أرقام عشوائية أو تصميم رموز باركودية معقدة مشابهة للكيو آر.

طريقة صنع بلورة زمنية مرئية

اعتمد الفيزيائيان هان تشينغ تشاو وإيفان سماليوخ من جامعة كولورادو بولدر مواد يومية لبناء هذه البلورة الزمنية، مثل البلورات السائلة المستخدمة في شاشات الـLCD؛ وضعا هذه المادة، التي تتكون من جزيئات أسطوانية تنتقل بين مراحل سائلة وصلبة، بين طبقتي زجاج مغطاة بمادة صبغية حساسة للإشعاع؛ عند تعرضها لأشعة محددة، غيرت الصبغة ميلانها، فأحدثت ضغطًا داخليًا يفضي إلى انحناءات؛ تحولت هذه الانحناءات تدريجيًا إلى حركة مستمرة دقيقة لمدة طويلة، سواء تغيرت الإضاءة أو الحرارة، مما أنتج صفوفًا متلوية ملونة يمكن ملاحظتها تحت المجهر أو بالعين في ظروف مناسبة؛ يصف تشاو هذه الرؤية بأنها عفوية ومدهشة، بينما يؤكد سماليوخ أن الضوء وحده يمكنه صياغة عوالم من هذه الهياكل.

مساهمة البلورات الزمنية في التطورات التقنية

توفر البلورات الزمنية آفاقًا واسعة في هندسة الأجهزة البصرية والمصادر الضوئية، بالإضافة إلى تعزيز الشبكات الاتصالية وأنظمة مكافحة التزييف؛ على سبيل المثال، يمكن الاستفادة من حركتها الزمنية الخاصة لإنشاء رموز صعبة التقليد؛ يرى تشاو وسماليوخ أن دراسة هذه البلورات في سياقات مختلفة ستكشف معايير لاستكشاف خصائصها، مما يدفع بالابتكارات التقنية إلى الأمام؛ ومع ذلك، تلبي الدراسة الحالية الشروط الأساسية لاعتبارها بلورة زمنية حقيقية، إلا أنها تتطلب أبحاثًا إضافية لاستخراج كل إمكانياتها.

لتوضيح الاختلافات بين أنواع البلورات، إليك جدولًا يلخص السمات الأساسية:

من المزايا الرئيسية للبلورات الزمنية، يبرز الآتي:

• تصميم أجهزة بصرية متقدمة للرؤية في الظلام.
• توليد أرقام عشوائية لأنظمة التشفير الآمنة.
• إنشاء رموز كيو آر متحركة مقاومة للنسخ.
• دعم بحوث الكم في تحليل سلوك الجسيمات الدقيقة.
• توسيع تطبيقات الحماية من التزييف بأنماط زمنية فريدة.

يتابع الباحثون جهودهم حول هذه الظاهرة، متوقعين ابتكارات تغير ملامح التقنية المعاصرة.