الباحثون العراقيون Iraqi Researchers
قام الباحثون من جامعة هارفارد جون أ. بولسون / كلية الهندسة والعلوم التطبيقية SEAS، وبالتعاون مع باحثين من جامعة ماكماستر وجامعة بطرسبورغ، بتطوير منصة جديدة لـ “الحوسبة الضوئية كليًا”، أي ان العمليات الحسابية ستعمل بالاعتماد على اشعة الضوء فقط.
“معظم العمليات الحسابية في وقتنا الحالي تستخدم المواد الصلبة كالاسلاك المعدنية واشباه الموصلات والثنائيات الضوئية لربط الالكترونيات بالضوء”
وقد قال اموس ميكس خريج من كلية الهندسة والعلوم التطبيقية وايضاً كاتب مساعد في البحث “الفكرة خلف الحوسبة الضوئية هي ازالة المكونات الصلبة والتحكم بالضوء بواسطة الضوء. على سبيل المثال تخيل أن روبوتًا (انسانًا آليًا) خالٍ تمامًا من الدارات الكهربائية، يُقاد بواسطة ضوء الشمس.”
هذه المنصات تعتمد على ما يسمى بالمواد غير الخطية التي تغير معامل انكسارها حسب استجابتها لشدة الضوء، عند تسليط الضوء على هذه المواد يزداد معامل انكسار الشعاع (شعاع الضوء) حيث يؤدي ذلك الى انشاء دليل موجي خاص بها مصنوع من الضوء، معظم المواد غير الخطية في وقتنا الحالي تحتاج الى أشعة ليزر ذات طاقة عالية أو تتغير بشكل دائم بأنتقال الضوء.
هنا طور الباحثون بشكل اساسي مادة جديدة تستعمل انتفاخ وانكماش متعاكسين في هيدروجيل (الهلامة الصلبة أو الهيدروجيل هي عبارة عن شبكة من سلاسل البوليمير المحبة للماء وتوجد أحيانًا بصورة جل صمغي بحيث يكون الماء هو الوسط المبعثر) تحت اشعة ليزر ذات طاقة منخفضة لتغيير معامل الانعكاس، الهيدروجيل يتكون من شبكة بوليمرات منتفخة بواسطة الماء (مملؤة بالماء) مثل الاسفنجة، و عدد صغير من الجزيئات التي تستجيب للضوء تسمى سبايروبايرن (تشبه الحزيئات المستعملة في العدسات الملونة).
عند تسليط الضوء على الجل، تنكمش المنطقة المسلَط عليها الضوء قليلاً. فيتركز على البوليمر ليتغير معامل الانكسار، وعندما يختفي الضوء يعود الجل الى حالته الطبيعية.
عندما يسلط شعاع مضاعف (شعاعين) على المواد، فأنهما يتفاعلان مع بعضمها حتى ضمن مسافات طويلة، الشعاع الأول A قد يعيق الشعاع الثاني B والشعاع الثاني قد يعيق الشعاع الاول، الاثنان اما يلغيان بعضهما او يمران معاً. منشئان بوابة منطقية ضوئية (optical logic gate).
“على الرغم من أنها منفصلة، إلا أن الاشعاعات طالما إنها متقابلة لبعضها فهي تتغير نتيجة لذلك”، قال كالايشيلفي سارافاناموتو، الاستاذ المساعد في جامعة ماكماستر والمؤلف مساعد في الدراسة “نستطيع ان نتخيل تصميم أنظمة الحواسيب على المدى البعيد مستعملين هذه الاستجابات الذكية”
وقال الكاتب المساعد دريك موريوم خريج في مختبرات سارافاناموتو “ليس فقط بأمكاننا تصميم مواد تستجيب للضوء حيث تبدل من خصائصها الضوئية والفيزيائية والكيميائية بوجود الضوء، بل بأمكاننا استعمال هذه التغيرات لإنشاء قنوات من الضوء، او اشعة محصورة ذاتياً لتقود الشعاع او الضوء المضاعف.”
قالت جوانا ايزنبرغ “علم المواد في تغير”
كما ذكرت جوانا ايزنبرغ استاذة علم المواد في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية وكاتبه مساعدة في الدراسة “الماد ذاتية التنظيم، والمتكيفة والقادرة على تحسين خواصها استجابةً لتغيرات البيئة الثابتة، والطاقة غير الفعالة والنظائر المنظمة خارجيًا. فموادنا ذات الاستجابة العكسية التي تتحكم بالضوء بكثافة قليلة بصورة استثنائيه هي برهان آخر لهذه الثورة التكنولوجية الواعدة.”
.
