في تقدم علمي مهم، توصل الباحثون إلى تقنية جديدة تُدعى “RAVEN” لقياس نبضات الليزر الفائقة الدقة في الزمن الحقيقي، مما يتيح تحسين استخدام هذه النبضات في مجموعة متنوعة من التطبيقات العلمية والتكنولوجية.
أهمية الليزر فائق الدقة
تُعَد الليزرات الفائقة الدقة أدوات قوية لدراسة الفيزياء المتطرفة، حيث يمكنها تسريع الإلكترونات إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء في دورة واحدة من مجالها الكهربائي. إلا أن التغيرات السريعة في خصائصها تجعل من الصعب قياسها في الزمن الحقيقي.
تتطلب التقنيات السابقة مئات من نبضات الليزر لتكوين صورة كاملة، مما يعوق قدرتنا على التقاط الطبيعة الديناميكية لهذه النبضات.
تقنية RAVEN: الحل الجديد
تُمكن تقنية RAVEN العلماء من قياس الشكل الكامل، التوقيت، ومحاذاة نبضات الليزر الفائقة الدقة بدقة عالية. تعتمد التقنية على تقسيم شعاع الليزر إلى قسمين لقياس تغييرات الألوان بمرور الزمن واستعمال مادة مزدوجة الانكسار لفصل الضوء حسب حالة الاستقطاب.
تقوم مجموعة من العدسات الميكروية بتسجيل كيفية بناء واجهة الموجة لنبضة الليزر، حيث يلتقط مستشعر بصري متخصص هذه المعلومات في صورة واحدة يمكن من خلالها إعادة بناء الهيكل الكامل للنبضة.
التطبيقات العملية والتجارب
تم اختبار التقنية بنجاح على الليزر من فئة ATLAS-3000 في ألمانيا، حيث كشفت عن تشوهات صغيرة وتحولات في الموجة لم يكن بالإمكان قياسها في الزمن الحقيقي سابقًا. تُتيح RAVEN تعديلات فورية، مما يُحسن دقة وكفاءة التجارب في فيزياء البلازما وتسريع الجسيمات وعلوم الكثافة العالية للطاقة.
التقنية تُعتبر أيضًا طريقًا جديدًا لتحقيق أجهزة طاقة الاندماج الذاتي في المختبر، والتي تستخدم نبضات الليزر الفائقة الدقة لتوليد جسيمات ذات طاقة عالية داخل البلازما.
آفاق مستقبلية
يأمل الباحثون في توسيع استخدام تقنية RAVEN لتشمل مجموعة أوسع من مرافق الليزر واستكشاف إمكانياتها في تحسين أبحاث طاقة الاندماج الذاتي وتسريع الجسيمات المدفوع بالليزر وتجارب الإلكتروديناميات الكمية في الحقول العالية.
الخاتمة
تقنية RAVEN تقدم نهجاً ثورياً في قياس نبضات الليزر الفائقة الدقة في الزمن الحقيقي، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجال التطبيقات العلمية والتكنولوجية. من خلال توفير بيانات دقيقة وفورية، تُسهم هذه التقنية في تحسين الأداء والكفاءة في مجموعة متنوعة من الأبحاث والتجارب العلمية.
