بقلم: خدمة الصحافة الإسرائيلية • 19 نوفمبر 2025
القدس، 19 نوفمبر 2025 (TPS-IL) — تشير دراسة إسرائيلية جديدة إلى أن الضوء يمكن أن يؤثر مباشرة على المواد في مجال مغناطيسي بطرق أغفلها العلماء طويلاً، وهو اكتشاف قد يؤثر على تقنيات تتراوح من الاتصالات بالألياف الضوئية إلى الحوسبة المتقدمة، حسبما أعلنت الجامعة العبرية في القدس يوم الأربعاء. تحدثت خدمة الصحافة الإسرائيلية مع الباحث الرئيسي في الدراسة، الدكتور أمير كابوا، والبروفيسور جادي أيزنشتاين، خبير خارجي، حول تداعيات الدراسة.
يمكن أن تؤثر النتائج على التقنيات التي تعتمد على الضوء بدقة. قد تشهد شبكات الألياف الضوئية والليزر تحسنًا في سرعة الإشارة وموثوقيتها، بينما يمكن أن تستخدم الإلكترونيات المغزلية التأثير المغناطيسي للضوء لمعالجة دوران الإلكترونات بكفاءة أكبر. قد تعزز الأبحاث أيضًا أجهزة استشعار المجال المغناطيسي والأدوات الدقيقة الأخرى. تشير الدراسة أيضًا إلى تقدم مستقبلي في التقنيات الكمومية وأبحاث المواد.
لمدة قرنين تقريبًا، اعتقد العلماء أنهم يفهمون أحد أبسط التفاعلات في الفيزياء: ما يحدث عندما يمر الضوء عبر مادة موضوعة داخل مجال مغناطيسي. اكتشف هذا التأثير في عام 1845 على يد العالم الإنجليزي مايكل فاراداي، وأصبح حجر الزاوية في البصريات، ويُدرّس ويُستخدم على نطاق واسع في العديد من التقنيات.
تقترح الدراسة الجديدة، التي نُشرت في مجلة Nature’s Scientific Reports التي تخضع لمراجعة الأقران، أن هذا الفهم القديم قد يكون غير مكتمل. أفاد الباحثون أن المجال المغناطيسي للضوء – الذي كان يُعتبر ضعيفًا جدًا بحيث لا يؤثر – يلعب دورًا مباشرًا وقابلًا للقياس. يشير تحليلهم إلى أن الضوء لا يضيء المادة فحسب؛ بل يمكنه ممارسة تأثير مغناطيسي عليها.
ببساطة، عندما يمر الضوء عبر مواد معينة في مجال مغناطيسي، فإن اتجاهه – استقطابه – يدور. غالبًا ما يُقارن هذا بتسليط شعاع عبر قطعة زجاج تقوم بلف الضوء ببطء أثناء خروجه. لعدة أجيال، عزا العلماء هذا الدوران حصريًا إلى التفاعل بين المجال الكهربائي للضوء والشحنات الكهربائية في المادة. تم تجاهل المكون المغناطيسي، الذي كان يُعتبر أضعف، إلى حد كبير.
قال الدكتور كابوا، من معهد الهندسة الكهربائية والفيزياء التطبيقية بالجامعة العبرية، لـ TPS-IL: “لقد عومل الأمر كضوضاء خلفية”. وقد قاد البحث مع مرشح الدكتوراه بنجامين أسولين.
ترسم نتائجهم صورة مختلفة. باستخدام حسابات متقدمة لديناميكيات الدوران – معادلات تصف حركة اللحظات المغناطيسية الصغيرة داخل المواد – أظهر الفريق أن المجال المغناطيسي للضوء يمكن أن يؤثر على هذه اللحظات مثل مغناطيس مطبق. في الواقع، يتصرف الضوء كمجال مغناطيسي متذبذب بسرعة.
أوضح الدكتور كابوا لـ TPS-IL: “اتضح أن المجال المغناطيسي في الضوء ليس سلبيًا على الإطلاق”. “إنه يساهم مباشرة في تأثير فاراداي – وفي بعض الحالات بشكل كبير جدًا.”
فحص الباحثون التأثير في TGG، وهو بلور يُستخدم بشكل شائع في الأجهزة البصرية. تشير حساباتهم إلى أنه عند الأطوال الموجية المرئية، يمثل المجال المغناطيسي للضوء حوالي 17٪ من التأثير. في الأشعة تحت الحمراء، يرتفع هذا إلى حوالي 70٪. بالنسبة لعملية كان يُفترض سابقًا أنها كهربائية بالكامل، فإن الأرقام تستحق نظرة فاحصة. TGG، أو تيربيوم جاليوم جارنت، هو بلور يُستخدم على نطاق واسع في الاتصالات وأنظمة الألياف الضوئية لأنه يدير استقطاب الضوء بكفاءة، مما يجعله مثاليًا للتحكم في الإشارات في الليزر والعوازل والأجهزة البصرية الأخرى.
بينما يظل العمل نظريًا، يمكن أن تكون التداعيات واسعة. يلعب التأثير دورًا في الاتصالات بالألياف الضوئية والليزر وأجهزة الاستشعار وأدوات قياس المجال المغناطيسي. إذا كان المكون المغناطيسي للضوء يؤثر على المواد بقوة أكبر مما هو مفترض، فقد تعمل الأجهزة البصرية المستقبلية على مبادئ مختلفة أو بدقة محسنة.
يمكن للإلكترونيات المغزلية، التي تستخدم دوران الإلكترونات بدلاً من الشحنة لتخزين المعلومات ومعالجتها، الاستفادة من تحكم أسرع وأكثر كفاءة. قال أسولين: “ما تشير إليه هذه الاكتشافات هو أنه يمكنك التحكم في المعلومات المغناطيسية مباشرة بالضوء”.
يمكن للضوء التحكم في البتات الكمومية القائمة على الدوران بدقة أكبر، مما يحسن الحوسبة والاستشعار الكمومي، بينما يمكن أن يلهم تأثيره المغناطيسي على المواد أجهزة بصرية جديدة ومواد مصممة هندسيًا.
قال البروفيسور جادي أيزنشتاين من قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب في التخنيون – معهد إسرائيل للتكنولوجيا، الذي لم يشارك في الدراسة، لـ TPS-IL إن العمل يثير أسئلة مهمة. “إنها دراسة جديرة بالملاحظة. لم يقترب أحد منها بهذه الطريقة. هناك تطبيقات محتملة في أبحاث المواد، والكاشفات، والتصوير، وأجهزة الاتصالات. النطاق واسع. سيكون من المثير للاهتمام رؤية كيف سيتطور هذا.”
إذا كان الضوء يمكن أن يعمل كمغناطيس – حتى ولو بشكل طفيف – فقد يشير ذلك إلى تفاعلات إضافية بين الضوء والمادة لم يتم استكشافها بعد. قال الدكتور كابوا لـ TPS-IL: “الضوء هو أحد الأدوات الأساسية التي نمتلكها”. “فهم أنه يمكن أن يؤثر مغناطيسيًا على المادة بطرق لم نحسبها يشير إلى أنه لا يزال هناك المزيد لاكتشافه.”
المواضيع ذات الصلة
