Donna Strickland

تخيل ليزرًا قويًا لدرجة أنه يستطيع قطع الفولاذ في غمضة عين. هذا هو عالم ليزرات النبضات فائقة القِصَر، وهو مجال أحدثت فيه دونا ستريكلاند ثورة. ولكن ما الذي يجعل هذه الليزرات مميزة للغاية؟ حقيقة: ليزر النبضات فائقة القِصَر يقطع الفولاذ.

وجدت دونا ستريكلاند، بالتعاون مع جيرارد مورو، طريقة ذكية لتضخيم نبضات الليزر دون إتلاف المعدات. تُعرف هذه الطريقة بتضخيم النبضات المشدودة، أو CPA. أولاً، قاموا بتمديد نبضة الليزر في الزمن، ثم ضخموها، وأخيراً ضغطوها مرة أخرى إلى مدتها الأصلية. "فكر في الأمر وكأنك تمدد حلوى التوفي،" أوضحت لينيا. "إذا سحبتها ببطء، فلن تنكسر. ثم، تجعلها أكبر، وأخيراً، تضغطها مرة أخرى." حقيقة: عرض ثلاثي الأبعاد لعملية تضخيم النبضات المشدودة.

قبل CPA، كان تضخيم نبضات الليزر أشبه بمحاولة رفع مستوى صوت الميكروفون عالياً جداً - كان ذلك سيتلف المضخم. كانت الحيلة تكمن في تقليل ذروة الطاقة أثناء التضخيم ثم استعادتها. عبست أنايا. "لكن كيف يمكنك تمديد الضوء وضغطه؟" سألت. حقيقة: رسم توضيحي لأطوال موجات الضوء في كتاب.

مفتاح تمديد وضغط نبضات الضوء يكمن في محزوزات الحيود. هذه الأسطح المحززة بدقة يمكنها فصل الضوء إلى ألوانه المختلفة، أو أطواله الموجية، ثم إعادة دمجها. قالت لينيا: "إنها مثل صانع قوس قزح، ولكن بدلاً من مجرد صنع صورة جميلة، نحن نتحكم في نبضة الضوء." حقيقة: محزوز الحيود يقسم الضوء إلى طيف.

في عام ألفين وثمانية عشر، مُنحت دونا ستريكلاند وجيرار مورو جائزة نوبل في الفيزياء لعملهما الرائد في تضخيم النبضات المضغوطة. كانت ستريكلاند ثالث امرأة فقط تحصل على جائزة نوبل في الفيزياء. قالت أنايا: "إنه لأمر مدهش أن فكرة واحدة يمكن أن تؤدي إلى العديد من التطبيقات وجائزة نوبل!" حقيقة: دونا ستريكلاند في حفل جائزة نوبل.

أحد التطبيقات الرئيسية لليزر النبضي فائق القصر هو المعالجة الدقيقة - القطع والحفر الدقيق للهياكل الصغيرة. وهذا أمر بالغ الأهمية لتصنيع كل شيء من الهواتف الذكية إلى الأجهزة الطبية. التفتت لينيا إلى أنايا قائلة: "أفضل طريقة للتنبؤ بالمستقبل هي اختراعه، كما قال آلان كاي. وهذا بالضبط ما فعلته دونا ستريكلاند وجيرارد مورو. لقد اخترعا مستقبلًا من الدقة." حقيقة: المعالجة الدقيقة بالليزر لشريحة إلكترونية.

تُستخدم ليزرات النبضات فائقة القصر أيضًا في جراحة العيون بالليزر (الليزك)، حيث يمكنها إعادة تشكيل القرنية بدقة لتصحيح الرؤية. هذه التقنية أكثر أمانًا ودقة من الطرق التقليدية. "إذن، هذه الليزرات يمكنها حقًا مساعدة الناس على الرؤية بشكل أفضل؟" سألت أنايا، مندهشة. حقيقة: جراحة العيون بالليزك باستخدام ليزر النبضات فائقة القصر.

لقد فتحت CPA آفاقًا جديدة في فيزياء الشدة العالية، مما سمح للعلماء باستكشاف الظروف القاسية واختبار النظريات الأساسية للكون. أوضحت لينيا: "تستكشف فيزياء الشدة العالية عالم الكم، والسرعة الفائقة، والصغر الفائق. يستخدم العلماء الليزر لتسريع الجسيمات وخلق ظروف مشابهة لتلك التي أعقبت الانفجار العظيم بوقت قصير." حقيقة: تصادم جسيمات الليزر في مسرّع.

عمل دونا ستريكلاند ليس نظريًا فحسب، بل له تأثير حقيقي في العالم، ويحسن الحياة من خلال الطب والتصنيع والاكتشافات العلمية. ابتسمت أنايا قائلة: "هذا يظهر أن حتى العلوم الأكثر تعقيدًا يمكن أن يكون لها فوائد عملية للجميع!" حقيقة: مونتاج لتطبيقات تضخيم النبضة المضغوطة في الطب والتصنيع والبحث.

يمتد إرث دونا ستريكلاند إلى ما هو أبعد من إنجازاتها العلمية. إنها تلهم الأجيال القادمة من العلماء، وخاصة النساء، لمتابعة شغفهم وإحداث فرق. حقيقة: معرض العلوم مع مشروع أنيا سي بي إيه.