اختراع جديد يجعل الإنترنت أسرع بعشر مرات
وطور باحثون تقنية جديدة للتضخيم الليزري تُعرف باسم "التضخيم البصري عالي الكفاءة"، ونُشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة Nature العلمية.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، البروفيسور بيتر أندريكسون من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد، إن المضخمات المستخدمة حاليا في أنظمة الاتصالات البصرية تعمل ضمن عرض نطاق يبلغ حوالي 30 نانومترا، أما مضخمنا فله عرض نطاق يصل إلى 300 نانومتر، أي أنه قادر على نقل بيانات أكثر بعشر مرات في الثانية مقارنة بالأنظمة الحالية.
وذكرت الدراسة أن هذا المضخم يتكوّن من مادة نيتريد السيليكون، وهي مادة خزفية صلبة مقاومة للحرارة العالية. ويعتمد في تصميمه على موجهات ضوئية حلزونية الشكل تساعد على توجيه نبضات الليزر بكفاءة وتصفية الإشارات من التشويش. كما تم تصغير حجمه ليُصبح بالإمكان دمج عدة مضخمات في شريحة صغيرة.
وذكر تقرير لموقع "لايف ساينس"، أن الباحثين اختاروا الشكل الحلزوني للموجهات الضوئية لأنه يسمح بإنشاء مسارات ضوئية أطول ضمن مساحة صغيرة، ما يُعزز ظاهرة تُعرف باسم "الخلط الرباعي للموجات"، وهي ظاهرة فيزيائية تتيح دمج ترددات ضوئية متعددة لإنتاج تضخيم عالي الجودة مع ضوضاء منخفضة.
ورغم أن سرعة الضوء ثابتة ولا يمكن تجاوزها، فإن الميزة الرئيسية لهذا المضخم تكمن في عرض النطاق الواسع، الذي يمكّنه من نقل كمية أكبر بكثير من البيانات مقارنة بالليزرات التقليدية، حسب المصدر ذاته.
يعمل هذا المضخم في نطاق أطوال موجية بين 1400 و1700 نانومتر، أي في نطاق الأشعة تحت الحمراء القصيرة.
وفقا للبيان الصادر عن الفريق البحثي، فإن لهذا المضخم تطبيقات محتملة في مجالات متعددة، منها التصوير الطبي، والتصوير التجسيمي (الهولوغرافي)، والتحليل الطيفي، والمجهر. كما أن تصغير حجمه يجعل من الممكن إنتاج أجهزة ليزر أصغر حجما وأكثر توفيرا.
وقال أندريكسون، إن إدخال بعض التعديلات البسيطة على التصميم، سيمكن من استخدام هذا المضخم لتكبير الضوء المرئي وتحت الأحمر أيضًا، ما يفتح الباب أمام استخدامه في أنظمة ليزر مخصصة للتشخيص والتحليل والعلاج الطبي
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
البلاد البحرينية
٠٣-٠٦-٢٠٢٥
- البلاد البحرينية
قمر صناعي يكشف عن "تسونامي عملاق" هزّ الأرض
في ظاهرة زلزالية غامضة حيّرت العلماء لأشهر، كشف قمر صناعي حديث أول دليل مباشر على موجتين عملاقتين من "تسونامي" اجتاحتا أحد المضائق الجليدية في شرق غرينلاند، مسببتين هزات أرضية استمرت على نحو غير معتاد لتسعة أيام في سبتمبر 2023، وامتدت تأثيراتها إلى أماكن بعيدة حول العالم. وبحسب دراسة حديثة نُشرت هذا الأسبوع، فقد تمكّن القمر الصناعي "SWOT"، التابع لوكالة الفضاء الأميركية "ناسا" ونظيرتها الفرنسية CNES، من التقاط تفاصيل دقيقة عن هذه الظاهرة، التي وُصفت بأنها الأولى من نوعها التي يتم رصدها بهذه الدقة في منطقة قطبية نائية. تسونامي في مضيق ديكسون في التفاصيل، كشفت الدراسة أن موجتين عملاقتين بلغ ارتفاع إحداهما قرابة 200 متر، اجتاحتا مضيق "ديكسون" الجليدي شرقي غرينلاند، وظلتا تتأرجحان داخله ذهابا وإيابا لما يقارب تسعة أيام، مُولدتين موجات زلزالية التقطتها أجهزة الرصد الزلزالي حول العالم. ووفقا لموقع "لايف ساينس" العلمي، فإن الظاهرة أثارت حيرة الباحثين في البداية، لعدم وجود زلزال تقليدي يفسر هذه الموجات الزلزالية طويلة الأمد. ومع تعمق التحليل، كشفت صور الأقمار الصناعية والبيانات الجيولوجية أن السبب المحتمل هو انهيارات أرضية ضخمة ناجمة عن ذوبان الجليد نتيجة التغير المناخي، وهو ما أطلق ظاهرة تعرف علميا بـ"التموجات المغلقة" (Seiches). تقنية متطورة لرصد المياه وأكد الباحثون أن الموجات العملاقة لم تكن مرئية بأي وسيلة تقليدية، نظرا لصغر عرض المضيق، مما جعل الأقمار الصناعية المعتادة عاجزة عن التقاطها بدقة. إلا أن قمر "SWOT"، المزوّد بتقنية "KaRIn"، استطاع بفضل هوائيين يمتدان عبر ذراع بطول 10 أمتار، قياس التغيرات الدقيقة في سطح الماء بدقة تصل إلى 2.5 متر، وعلى عرض يمتد لـ50 كيلومترا. وأظهرت القراءات بيانات مذهلة، أبرزها رصد ميلين مائيين يتحركان في اتجاهين متعاكسين داخل المضيق، ما أكد وجود موجتين تسوناميتين ضخمتين. واستُكملت الأدلة من خلال تحليل بيانات زلزالية من مسافات تصل إلى آلاف الكيلومترات، إضافة إلى بيانات المد والجزر والطقس. المناخ المتطرف والتكنولوجيا وفي تعليقه على النتائج، قال توماس موناهان، الباحث الرئيسي في الدراسة وطالب الدكتوراه في جامعة أكسفورد: "يؤدي التغير المناخي إلى توليد ظواهر طبيعية متطرفة وغير مألوفة، وغالبًا ما تظهر هذه الظواهر أولاً في المناطق القطبية النائية، حيث لا تزال قدراتنا على الرصد المباشر محدودة". وأضاف: "تُظهر هذه الدراسة الدور المتنامي لتقنيات الفضاء في مساعدتنا على فهم الطبيعة المتغيرة لكوكب الأرض، خاصة في ظل تسارع التغيرات المناخية". إعادة بناء تسونامي خفي وبفضل التعاون بين بيانات الفضاء والرصد الأرضي، نجح الفريق العلمي في إعادة بناء تفاصيل دقيقة للحدث، وهو ما يمثل نقطة تحول في فهم العلماء لتأثيرات التغير المناخي على النظم الجليدية، ويؤكد في الوقت ذاته قدرة التكنولوجيا الفضائية الحديثة على كشف أحداث ظلت طي الكتمان لعقود.
البلاد البحرينية
٠٣-٠٦-٢٠٢٥
- البلاد البحرينية
اختراع جديد يجعل الإنترنت أسرع بعشر مرات
تمكن العلماء من تصميم مضخم ليزري جديد قادر على نقل المعلومات بسرعة تفوق 10 مرات سرعة أنظمة الألياف البصرية الحالية، ما قد يكون مفيدا في مجالات مثل العلاج والتشخيص الطبي. وطور باحثون تقنية جديدة للتضخيم الليزري تُعرف باسم "التضخيم البصري عالي الكفاءة"، ونُشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة Nature العلمية. وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، البروفيسور بيتر أندريكسون من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد، إن المضخمات المستخدمة حاليا في أنظمة الاتصالات البصرية تعمل ضمن عرض نطاق يبلغ حوالي 30 نانومترا، أما مضخمنا فله عرض نطاق يصل إلى 300 نانومتر، أي أنه قادر على نقل بيانات أكثر بعشر مرات في الثانية مقارنة بالأنظمة الحالية. وذكرت الدراسة أن هذا المضخم يتكوّن من مادة نيتريد السيليكون، وهي مادة خزفية صلبة مقاومة للحرارة العالية. ويعتمد في تصميمه على موجهات ضوئية حلزونية الشكل تساعد على توجيه نبضات الليزر بكفاءة وتصفية الإشارات من التشويش. كما تم تصغير حجمه ليُصبح بالإمكان دمج عدة مضخمات في شريحة صغيرة. وذكر تقرير لموقع "لايف ساينس"، أن الباحثين اختاروا الشكل الحلزوني للموجهات الضوئية لأنه يسمح بإنشاء مسارات ضوئية أطول ضمن مساحة صغيرة، ما يُعزز ظاهرة تُعرف باسم "الخلط الرباعي للموجات"، وهي ظاهرة فيزيائية تتيح دمج ترددات ضوئية متعددة لإنتاج تضخيم عالي الجودة مع ضوضاء منخفضة. ورغم أن سرعة الضوء ثابتة ولا يمكن تجاوزها، فإن الميزة الرئيسية لهذا المضخم تكمن في عرض النطاق الواسع، الذي يمكّنه من نقل كمية أكبر بكثير من البيانات مقارنة بالليزرات التقليدية، حسب المصدر ذاته. يعمل هذا المضخم في نطاق أطوال موجية بين 1400 و1700 نانومتر، أي في نطاق الأشعة تحت الحمراء القصيرة. وفقا للبيان الصادر عن الفريق البحثي، فإن لهذا المضخم تطبيقات محتملة في مجالات متعددة، منها التصوير الطبي، والتصوير التجسيمي (الهولوغرافي)، والتحليل الطيفي، والمجهر. كما أن تصغير حجمه يجعل من الممكن إنتاج أجهزة ليزر أصغر حجما وأكثر توفيرا. وقال أندريكسون، إن إدخال بعض التعديلات البسيطة على التصميم، سيمكن من استخدام هذا المضخم لتكبير الضوء المرئي وتحت الأحمر أيضًا، ما يفتح الباب أمام استخدامه في أنظمة ليزر مخصصة للتشخيص والتحليل والعلاج الطبي
البلاد البحرينية
٠٨-١٠-٢٠٢٤
- البلاد البحرينية
هل أنت ممن ينسون أشياء فكروا فيها للتو؟ إليك الحل بنصائح علمية
هل دخلت غرفة ذات يوم ونسيت سبب دخولك إليها، أو كنت على وشك التحدث ولكن أدركت فجأة أنك لا تعرف ما كنت ستقوله؟ بحسب ما جاء في تقرير نشره موقع Live Science، يوازن الدماغ البشري عادةً بين عدد لا يحصى من المدخلات والأفكار والأفعال، ولكن في بعض الأحيان، يبدو أنه يعاني من خلل. إذن ماذا يحدث حقًا عندما ننسى ما كنا نفكر فيه للتو؟ فهم سبب النسيان يتطلب فهم سبب النسيان أولاً فهم كيفية عمل الذاكرة وتبديد بعض الأساطير حولها. قالت سوزان جيغي، أستاذة علم النفس في جامعة نورث إيسترن، لموقع "لايف ساينس": إن "الذاكرة ليست شيئًا واحدًا فقط. إن هناك مكونات مختلفة جدًا للذاكرة، وهي مرتبطة أيضًا بعمليات إدراكية مختلفة". الذاكرة طويلة المدى في هذه الحالة، من المهم معرفة نوعين مختلفين من الذاكرة، هما الذاكرة طويلة المدى والذاكرة العاملة. إن الذاكرة طويلة الأمد هي فئة واسعة ومتعددة الأوجه من الذكريات التي تنطوي على المعرفة والخبرات والمهارات المخزنة في الدماغ لفترات طويلة - من ساعات إلى عمر كامل. من ناحية أخرى، تمر الأفكار في الذاكرة العاملة عبر العقل لمدة ثوانٍ أو دقائق فقط في كل مرة. الذاكرة العاملة أما الذاكرة العاملة فهي تشبه "دفتر رسم الفكر الواعي"، كما قال إيرل ميلر، أستاذ علم الأعصاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والذي أضاف أن كل قطعة صغيرة من المعلومات الجديدة والحوار الداخلي والمدخلات الحسية تمر عبر الذاكرة العاملة، وبعض خصائص الذاكرة العاملة تفسر على الأرجح سبب نسيان هذه الأفكار. أولاً، الذاكرة العاملة لديها سعة محدودة للغاية. كان هناك بعض الجدل حول الحد الأقصى بالضبط وكيفية اختباره، لكن علماء النفس يقدرون أن البشر يمكنهم الاحتفاظ بحوالي أربعة إلى سبعة "قطع" من المعلومات - مثل الحروف والأرقام والكلمات أو العبارات - في ذاكرتهم العاملة في وقت واحد. وأوضح ميلر أنه بدلاً من الوعي بكل هذه "القطع" في وقت واحد، يتنقل الدماغ من فكرة إلى أخرى، مما يزيد من احتمالية ضياع المرء في خضم الفوضى. عملية توحيد الذكريات ثانياً، يمحو المخ بسرعة الأشياء غير المهمة من الذاكرة العاملة لإفساح المجال للمعلومات الجديدة. لذا، ما لم يتم نقل هذه الذكريات قصيرة الأمد إلى ذكريات طويلة الأمد (وهي عملية تسمى التوحيد)، فإنها سرعان ما تختفي من الفكر الواعي. وقال ميلر إنه بما أن المخ غير قادر فعلياً على أداء مهام متعددة، فإنه يتعين عليه "الموازنة" بين أفكار مختلفة بينما تتنقل الذاكرة العاملة بين أفكار مختلفة، مشيرًا إلى أن هذا يتطلب جهداً واعياً وانتباهاً، يتم الإشراف عليهما من قبل القشرة الجبهية الأمامية للمخ، وهي المنطقة التي تشارك في التعلم المعقد واتخاذ القرار والتفكير. وإذا أصبح الانتباه مركّزاً على واحدة فقط من هذه الأفكار أو تم تحويله إلى مكان جديد، يفقد المخ مسار الأفكار السابقة. سبب النسيان وشرح ميلر قائلًا: "إنه [المخ] يسقط إحدى "الكرات"، ولهذا السبب ننسى الأشياء". ويميل المخ بشكل خاص إلى "إسقاط الكرة" من الذاكرة العاملة عندما يكون نائماً أو ضعيفاً لأي سبب، مضيفًا أن المرحلة العمرية تعد من العوامل أيضًا؛ حيث قال ميلر إن وظيفة الذاكرة العاملة تبلغ ذروتها في العشرينات من عمر الشخص وتبدأ في الانحدار خلال منتصف العمر. نصائح مدعمة بأدلة علمية ولكن بالنسبة لأولئك الذين يعانون باستمرار من النسيان، فإن جايغي وميلر لديهما بعض النصائح المستندة إلى الأدلة العلمية، حيث نصح ميلر من أجل التغلب على نسيان الكثير من الأشياء في المقام الأول، يجب تجنب عدم تعدد المهام. وقال: "عندما يعتقد الشخص أنه يقوم بمهام متعددة، فإن ما يفعله بدلاً من ذلك هو التلاعب"، والتلاعب يجعل النسيان أكثر احتمالية. فيما قدمت جايغي نصيحة حول ما يجب فعله عندما تختفي الفكرة بالفعل، قائلة: "إن إعادة إنشاء السياق يمكن أن يساعد". وهذا يعني العودة إلى الغرفة التي كان الشخص فيها من قبل، أو إعادة تتبع أفكاره. يمكن أن تعطي هذه القرائن السياقية الدماغ الدفعة الإضافية التي يحتاجها للعودة لبضع ثوانٍ في الذاكرة العاملة واستعادة الفكرة قبل أن تختفي تمامًا.
