طوّر باحثون في جامعة ميشيغان نوعًا جديدًا من المصابيح المتوهجة. بفضل التصميم الدقيق لخيوطها، تُصدر هذه المصابيح ضوءًا مستقطبًا بيضاويًا (ضوءًا ملتويًا)، وهي أكثر سطوعًا بمئة مرة من الطرق السابقة. يُسهم هذا التصميم الجديد في تحسين فهم الناس للفيزياء الأساسية، ويمهد الطريق لأنظمة الرؤية الروبوتية وغيرها من تطبيقات التكنولوجيا المتطورة.
وفقًا للباحثين، يُمكن إنتاج ضوء ملتوي باستخدام نفس تقنية مصباح إديسون (المصباح الخيطي) الذي يعود تاريخه إلى قرن من الزمان. ينتشر الضوء الملتوي في مسار حلزوني في الفضاء. تُمكّن هذه الخاصية، المعروفة باسم ""chirality""، من تمييز الأجسام بناءً على تشوه الضوء الفريد المنبعث أو المنعكس منها. يُعدّ الضوء الملتوي مهمًا في تقنيات التصوير والاستشعار المتقدمة، إذ يُساعد السيارات ذاتية القيادة أو الروبوتات على التمييز بين الأجسام المحيطة.
تقليديًا، كان من الصعب إنتاج ضوء ملتوي نظرًا لانخفاض سطوعه. هذه المرة، حلّ الباحثون هذه المشكلة بإعادة النظر في مفهوم تقليدي - إشعاع الجسم الأسود.
تنص قوانين الفيزياء الأساسية على أن جميع الأجسام تُصدر فوتونات ما دامت درجة حرارتها أعلى من الصفر المطلق. ومع ذلك، تمتص بعض الأجسام نفس عدد الفوتونات التي تُصدرها، وهي ظاهرة تُسمى إشعاع الجسم الأسود.
عادةً ما يُصدر إشعاع الجسم الأسود طيفًا واسعًا من الضوء، ويبدو أبيض اللون للعين البشرية. ومع ذلك، فإن شكل الباعث على المستوى المجهري أو النانوي يُمكن أن يُغير استقطاب الضوء، أي اتجاه تذبذبه. وقد وجد الباحثون أنه عند لف الباعث على مقياس يُقارب طول موجة الضوء المنبعث، يُصبح إشعاع الجسم الأسود الناتج إشعاعًا كيراليًا، وتنحرف الفوتونات.
قال الباحثون إن هذه هي المرة الأولى التي يُصنع فيها ضوء ملتوي ساطع كهذا. ويتوقعون أنه باستخدام تقنية الضوء الملتوي، سيتم تزويد الروبوتات والسيارات ذاتية القيادة بأجهزة استشعار ذات قدرات بصرية، مثل روبيان السرعوف، الذي يمكنه التمييز بين أنواع مختلفة من الضوء الملتوي. على سبيل المثال، يمكن استخدام الالتواءات الفريدة للضوء المنبعث من مواد مختلفة لتحديد العوائق أو الكائنات الحية.
يتمتع هذا الضوء الملتوي أيضًا بالقدرة على تحسين تقنيات التصوير الأخرى، مثل التشخيص الطبي الأكثر دقة وصور علم المواد، كما أنه ذو أهمية كبيرة لتحسين أنظمة الاتصالات.
