علماء الفيزياء يكتشفون شكلاً جديداً للضوء

علماء الفيزياء اكتشف علماء الفيزياء شكلاً جديداً للضوء لا يتبع قواعدنا الحالية لعزم الحركة الزاويّ، والذي قد يزعزع فهمنا للإشعاع الكهرومغناطيسي ويقود ايضاً إلى اتصالاتٍ بصرية أسرع وأكثر أمناً.
نظراً للدراسة المستفيضة التي حظي بها الضوء ولوجوده في كل مكان، قد تظن أن لدينا علماً كافياً عن كل ما يمكن معرفته عن الضوء. ولكن الباحثون تعرّفوا على خاصيةٍ أساسيةٍ جديدةٍ للضوء في العام الماضي. والان أظهر فريقٌ من الباحثين الأيرلنديين أنه من الممكن للضوء أن يتخذ أشكالاً جديدةً غير متوقعة.

 

أحد طرق قياس شعاع الضوء هي من خلال عزم الحركة الزاوي له، وهو كميةٌ ثابتةٌ تقيس مقدار دوران الضوء. وحتى الآن، كان من المعتقد أن كمية الحركة الزاوية لكل أشكال الضوء تأخذ قيماً ذات أعدادٍ صحيحةٍ مضروبةً في ثابت بلانك، وهو ثابتٌ فيزيائيٌ يحدد مقياس التأثيرات الكمومية. ولكن فريقاً من الباحثين من كلية تيرينتي في دبلين أظهروا أن هناك شكلاً جديداً للضوء، حيث يساوي عزم حركته الزاوية نصف هذه القيمة فقط. وقد قال الباحث الرئيسي بول إيسثام: “ما أعتقد أنه مثيرٌ جداً في هذه النتيجة أنه حتى هذه الخاصية الأساسية للضوء التي طالما أعتقد العلماء بأنها ثابتة قابلةٌ للتغير”.
فلنعود لثوانٍ هنا ونوضح ماذا يعني كل هذا. فكما وضح ذلك أحد الباحثين كايل بالانتاين: “يوصف الضوء عن طريق لونه أو طوله الموجي، وعن طريق صفةٍ أخرى أقل شهرةً تعرف بعزم الحركة الزاوية. وتقيس كمية الحركة الزاوية مقدار دوران شيءٍ ما. ويمكن لشعاع الضوء أن يدور حول محوره على الرغم من أنه يسير في خطٍ مستقيمٍ. إذاً، حين يصل شعاع الضوء من المرآة لعينك في كل صباحٍ فهو يقوم بلف عينك قليلاً ايضاً، بطريقةٍ أو بأخرى”. ومهما بدا ذلك غريباً، فكله مفهومٌ بالنسبة لعلماء الفيزياء. ولكن الذي لم يستوعبوه هو أن عزم الحركة الزاوية للضوء قد يأخذ أعداداً ليست صحيحة.
لمعرفة ذلك، قام الفريق بتمرير الضوء من خلال بلوراتٍ بهدف تكوين أشعةٍ من الضوء ذات تركيبةٍ ملتويةٍ شبيهةٍ بالبرغي. وكانوا يبحثون عن سلوكٍ جديدٍ للضوء قد يطور الاتصالات البصرية. ولكن عند تحليل هذا الشعاع من خلال نظرية ميكانيكا الكم