نقلة رئيسية في الفيزياء.. بلورة زمنية مرئية يطورها علماء 2025

البلورات الزمنية تشكل قفزة نوعية في ساحة الفيزياء، إذ نجح علماء في إنتاج واحدة تقدر بالعين المجردة للمرة الأولى؛ تظهر هذه التركيبة عدم استقرارها من خلال تموجات متلألئة بألوان نابضة تشبه حركة الأضواء المتسارعة، وتعكس إمكانيات هائلة عبر قطاعات متعددة؛ يمهد هذا التحقيق لتغييرات جذرية، لا سيما في آليات منع الاحتيال وأدوات الاتصال المتطورة.

كيف برزت فكرة البلورات الزمنية؟

ابتكر الفيزيائي النظري فرانك ويلتشيك في 2012 رؤية للبلورات الزمنية، التي بدت تتحدى مبادئ الديناميكا الحرارية وهي علم يدرس تفاعل الحرارة مع حركة الغازات أو السوائل؛ رغم التحفظات المبدئية، أثبتت فرق أمريكية في 2016 صحتها عبر تجارب مباشرة؛ بخلاف البلورات التقليدية كالألماس أو الملح، حيث تترتب الذرات في هيكل ثلاثي الأبعاد منتظم مكانيًا، تمتد البلورات الزمنية عبر الزمن نفسه باهتزازات دورية تعكر التناظر الزمني المألوف؛ يدعم هذا الاختلاف فهم سلوك الجسيمات في ميكانيكا الكم، ويمهد لاستخدامات مثل إنتاج أرقام عشوائية أو بناء رموز باركود معقدة تشبه رموز الكيو آر.

خطوات بناء بلورة زمنية يمكن رؤيتها

استخدم الفيزيائيان هان تشينغ تشاو وإيفان سماليوخ من جامعة كولورادو بولدر مواد شائعة لصياغة هذه البلورة الزمنية، كالبلورات السائلة المعتمدة في شاشات الـLCD؛ سُيقت هذه المادة، المكونة من جزيئات أسطوانية تنتقل بين حالات سائلة وصلبة، بين شريحتي زجاج مغطاة بصبغة تتفاعل مع الإشعاع؛ تحت تأثير أشعة معينة، غيّرت الصبغة لونها، مما أثار ضغطًا داخليًا يؤدي إلى انحناءات؛ تطورت هذه الانحناءات إلى حركة دقيقة مستمرة لفترات مطولة، سواء بتغيير الإضاءة أو درجة الحرارة، فأنتجت صفوفًا متعرجة ملونة ترصد بالمجهر أو بالعين في إعدادات ملائمة؛ يصف تشاو هذه الصورة بأنها تلقائية ومذهلة، فيما يشدد سماليوخ على قدرة الضوء وحده على تشكيل مثل هذه الهندسة المعقدة.

تأثير البلورات الزمنية على التقدم التكنولوجي

تفتح البلورات الزمنية آفاقًا شاسعة في تصميم الأدوات البصرية والمصادر الضوئية، مع دعم للشبكات الاتصالية وأنظمة التصدي للتزوير؛ فمثلًا، يُمكن استغلال حركتها الزمنية الفريدة لصنع رموز مقاومة للتقليد؛ يعتقد تشاو وسماليوخ أن تحليل هذه البلورات في سياقات متنوعة سيحدد معايير لاستكشاف سماتها، مما يسرّع الابتكارات التكنولوجية؛ ومع أن الدراسة الحالية تفي بالمعايير الأساسية لتصنيفها كبلورة زمنية أصيلة، إلا أنها تحتاج إلى دراسات معمقة لاستنزاف كامل إمكانياتها.

لتوضيح التباين بين أشكال البلورات، يلخص الجدول التالي الخصائص الجوهرية:

من الفوائد البارزة للبلورات الزمنية، يتضح الآتي:

• تطوير أجهزة بصرية متطورة للرؤية الليلية.
• إنتاج أرقام عشوائية لأنظمة التشفير الموثوقة.
• صناعة رموز كيو آر ديناميكية صعبة النسخ.
• مساعدة أبحاث الكم في دراسة حركة الجسيمات الدقيقة.
• تعزيز آليات الحماية من الغش عبر أنماط زمنية مميزة.

يواصل العلماء سعيهم لهذه الظاهرة، متطلعين إلى ابتكارات تعيد تشكيل الوجهة التكنولوجية الحاضرة.