قوس قزح على رقاقة: ابتكار بريطاني يُمهّد لثورة شبكات الجيل السادس

طوّر باحثون في جامعة لوبورو رقاقة بحجم حبة الأرز تُولّد سلسلة دقيقة من الترددات الضوئية تُحوَّل إلى موجات مليمترية، في اختراق قد يُعجّل باتصالات الجيل السادس وتطبيقات التوقيت الكمّي.

تحرير
ألمعي · هيئة التحرير
النشر
٢٥ أغسطس ٢٠٢٦
المصدر
ScienceDaily ↗
القراءات
٤
الوقت
قراءة دقيقتين
رقاقة المشط الضوئي المصغّر تولّد قوساً من الترددات الضوئية

في مختبرات جامعة لوبورو البريطانية، نجح فريق بحثي دولي في تطوير جهاز بحجم حبة الأرز يُولّد ما بات يُعرف شعبياً بـ«قوس قزح على رقاقة»؛ وهو سلسلة متسقة ودقيقة من الترددات الضوئية يمكن تحويلها مباشرةً إلى موجات مليمترية عالية التردد، وهي الأساس التقني لشبكات الاتصالات من الجيل السادس وتطبيقات الكم.

نُشرت نتائج البحث في الرابع والعشرين من أغسطس 2026 وقادها الدكتور لوك بيترز والدكتور أنطونيو كوترونا مع فريق متعدد المؤسسات يضم جامعة ساسكس وجامعة مدينة هونغ كونغ وشركاء دوليين آخرين.

التحدي التقني الذي حلّه الباحثون

لفهم أهمية هذا الاختراق، لا بدّ من استيعاب تحدٍّ جوهري: إنتاج ترددات موجات المليمتر المتعددة والدقيقة والمستقرة في آنٍ واحد يُعدّ من أعسر التحديات في مجال الاتصالات اللاسلكية المتقدمة، إذ تُؤثر التذبذبات الطفيفة على جودة الإشارة وموثوقيتها.

الحل يعتمد على ربط رنّان مصغّر - تجويف دقيق في ضوئيات النانو يُضخّم الضوء الليزري ويُعيد تدويره - بحلقة من الألياف الضوئية في نظام متكامل. هذا التوليف يُنتج ما يُسمى بالمشط الضوئي المصغّر: سلسلة من ذرى الترددات الضوئية المتباعدة بانتظام رياضي دقيق، على غرار أسنان مشط الشعر. والأهم أن الباحثين أثبتوا إمكانية «عزل وتعديل ترددات منفردة» بعد تحويلها إلى موجات المليمتر، دون أن يتأثر الضبط الدقيق العام للمنظومة.

تطبيقات متعددة الأبعاد

للمشط الضوئي المصغّر هذا طيف واسع من التطبيقات المرتقبة:

في مجال الاتصالات، يُمكّن هذا المكوّن شبكات الجيل السادس 6G من إرسال إشارات متعددة الترددات بكفاءة عالية وتشويش منخفض، مما يرفع سرعات النقل ويوسّع عرض النطاق الترددي.

في مجال التقنيات الكمّية، يُوفر أساساً موثوقاً لأنظمة التوقيت الدقيق التي تُعدّ من متطلبات الحوسبة الكمّية والملاحة الدقيقة.

وتمتد التطبيقات إلى الرادار والأرصاد الفلكية والأجهزة الطبية التي تستلزم دقة طيفية فائقة.

من المختبر إلى التطبيق

في الوقت الراهن، يشغل النظام الكامل مساحة طاولة مختبر، لكن الباحثين يؤكدون إمكانية تصغيره مستقبلاً ليُدمج في أجهزة بحجم صندوق أحذية أو حتى يُطلق في مسبار فضائي.

تتسارع الجهود العالمية لتطوير تقنيات الجيل السادس من الاتصالات اللاسلكية، والتي يُتوقع أن تتجاوز سرعاتها ومزاياها شبكات الجيل الخامس الحالية بمراحل. وتُشكّل موجات المليمتر أحد الركائز الجوهرية لهذا الجيل نظراً لقدرتها على نقل كميات هائلة من البيانات عبر الهواء. اختراق لوبورو يُضيف إلى هذا المسار أداةً واعدة تُمكّن المهندسين من توليد هذه الموجات بدقة ومرونة غير مسبوقتين.

تتقاطع هذه التقنية مباشرةً مع استراتيجيات الاتصالات الخليجية المتقدمة؛ فمشروع NEOM يستلزم بنية اتصالات تحتية فائقة السرعة والموثوقية، فيما تستثمر الإمارات في بنية 6G استباقاً عبر مبادراتها الرامية إلى بناء مدن المستقبل. كما تسعى المملكة العربية السعودية عبر هيئة الاتصالات وتقنية المعلومات إلى وضع معايير الجيل السادس على أجندتها التقنية، وقد يُمثّل المشط الضوئي المصغّر لبنة أساسية في هذا المسار.

يُعدّ هذا الابتكار نموذجاً واعداً لما يمكن تحقيقه حين تتكامل التقنيات الكمّية وضوئيات النانو والاتصالات اللاسلكية في منظومة متكاملة تتجاوز ما كان ممكناً بكل مكوّن منها على حدة.

المصدر الأصلي
ScienceDaily
قراءة المقال الأصلي ↗
قصة اليوم · كل صباح

أعجبك التقرير؟ استلم واحداً كل صباح.

قصةٌ تقنية واحدة تستحقّ وقتك، بالعربية. بلا إعلانات، بلا إزعاج.

بلا إعلانات · إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة · بياناتك آمنة

اقرأ أيضًا

المزيد من الهندسة الإلكترونية

زوجان في منتصف العمر يمارسان الركض الخفيف برفقة رمزية ساعة ولولب للحمض النووي

مسابقة جديدة تتحدى 500 مشارك لعكس أعمارهم البيولوجية خلال ستة أشهر

أطلقت طبيبة أعصاب أمريكية مسابقة تمتد ستة أشهر يحاول فيها نحو 500 مشارك تقليص الفارق بين عمرهم الزمني وعمرهم البيولوجي، باستخدام فحوصات جينية ودماغية وجسدية متعددة، ولوحة صدارة علنية.

MIT Technology Review
سمكة قرش سوداء الزعنفة تسبح في مياه ضحلة وصافية قبالة سواحل فلوريدا

دراسة ميدانية تكشف كيف تسمع أسماك القرش وتحدد مصدر الصوت من 74 متراً

أجرى باحثون أمريكيون أول دراسة ميدانية كمّية لسمع أسماك القرش الحرة في المحيط، وتبيّن أن أسماك القرش السوداء الزعنفة تكشف الأصوات منخفضة التردد من مسافة تصل إلى 74 متراً وتحدد اتجاهها بدقة.

ScienceDaily
تصور فني لذرات سترونشيوم محصورة بملاقط ضوئية في حقل ليزر متضمّن

فيزيائيون في كالتك يرصدون سلّماً طاقياً كمومياً تنبأت به نظرية قبل 40 عاماً

تمكّن فيزيائيون في معهد كالتك من قياس أنماط طاقة كمومية تنبأت بها نظرية الحقل المطابق منذ أربعة عقود، باستخدام ذرات سترونشيوم محصورة بملاقط ضوئية، في تأكيد تجريبي دقيق لنظرية رياضية طويلة الأمد.

ScienceDaily
رسم توضيحي لتراكم لويحات الكوليسترول داخل وعاء دموي متصلب

دراسة ضخمة: واحد من كل 13 شاباً يحمل تصلب شرايين صامتاً دون أن يعلم

كشفت دراسة REACT التي شملت أكثر من 16800 شخص سليم ظاهرياً أن تصلب الشرايين يبدأ في سن مبكرة أكثر من المتوقع، حيث يحمله واحد من كل 13 شاباً بين 18 و29 عاماً دون أي أعراض.

ScienceDaily
شخص يرتدي خوذة دراجة يصل إلى خزانة بطاريات في محطة تبديل بطاريات دراجات كهربائية

بطاريات صغيرة في المواقد والدراجات الكهربائية تخفف الضغط عن شبكات الكهرباء

تتجه شركات ناشئة إلى تضمين بطاريات صغيرة داخل المواقد الحثية ومحطات تبديل بطاريات الدراجات الكهربائية، لتوفير طاقة احتياطية وتخفيف الضغط عن شبكة الكهرباء دون تراخيص المحطات الكبيرة.

MIT Technology Review
تصور فني لنجم مغناطيسي وحقله المغناطيسي القوي

رصد وميض سيني قياسي قد يكشف لحظة ولادة نجم مغناطيسي جديد

فريق بحثي دولي يرصد أطول وميض أشعة سينية مسجّل بعد اندماج نجمين نيوترونيين، في حدث يستمر نحو 10 دقائق ويقدّم دليلاً جديداً على كيفية ولادة النجوم المغناطيسية فائقة القوة.

ScienceDaily
قوس قزح على رقاقة: ابتكار بريطاني يُمهّد لثورة شبكات الجيل السادس — ألمعي