عالم مصري يقود ابتكار أسرع مجهر إلكتروني في العالم

أثمرت جهود فريق بحثي في جامعة أريزونا الأمريكية بابتكار أسرع مجهر إلكتروني في العالم يمكنه التقاط صور ثابتة لإلكترون متحرك بسرعة كبيرة.

وبحسب موقع “ساينس أدفانس” فقد قاد الفريق لتحقيق هذا الابتكار غير المسبوق العالم المصري، محمد حسن، وهو الأستاذ في تخصص الفيزياء والعلوم البصرية بجامعة أريزونا.

تكمن أهمية هذا الاكتشاف في أنه يفتح الباب لتقدم كبير بالفيزياء والكيمياء والهندسة الحيوية وغيرها من النطاقات، حيث أنه من المعروف أن للإلكترون سرعة مدهشة، وفي الذرة يمكن للإلكترونات السفر بسرعات تصل إلى نحو 2200 كيلومتر في الثانية.

يشار إلى أنه عند زيادة سرعة الإلكترونات بواسطة مجال كهربائي يمكن أن تصل إلى سرعات تبلغ نحو 6 آلاف كيلومتر في الثانية، وفي البيئات عالية الطاقة، مثل مسرعات الجسيمات، يمكن تسريع الإلكترونات إلى سرعات قريبة جدًا من سرعة الضوء، لتصل إلى 99.9999992% من سرعة الضوء.

وأوضح الدكتور حسن، في تصريحات صحفية، أن المجهر الجديد يشبه كاميرا قوية جدًا في أحدث إصدار من الهواتف الذكية، فهو يسمح بالتقاط صور لأشياء لم نتمكن من رؤيتها من قبل مثل الإلكترونات.

وبحسب بيان صحفي رسمي من جامعة أريزونا، فقد تم تطوير المجاهر الإلكترونية فائقة السرعة خلال العقد الأول من القرن الـ21، وتستخدم الليزر لتوليد حزم نبضية من الإلكترونات التي توجه إلى العينات، ويتم تحديد دقة المجهر الإلكتروني النافذ من خلال مدة نبضات الإلكترون.

تتلخص طريقة عمل تلك المجاهر في إنشاء نبضات بسرعات فائقة لتكون سلسلة من الصور، مثل الإطارات في الفيلم، والتي يضمها العلماء معا للحصول على ما يشبه الفيلم.

وتعمل المجاهر الإلكترونية فائقة السرعة عن طريق إصدار سلسلة من نبضات بسرعات تبلغ حد الأتوثانية، وهي جزء من كونتيليون جزء من الثانية، والكونتيليون هو الرقم 1 وأمامه 18 صفرا.

ومن أجل رؤية إلكترون واحد، قام باحثو جامعة أريزونا في سبق يحدث لأول مرة بتوليد نبضة إلكترونية واحدة لكل أتوثانية، وهي نفس سرعة حركة الإلكترونات، ويشبه ذلك أن ترفع سرعة رصد الكاميرا لتتناسب مع سرعة لاعب كرة قدم يجري في الملعب، فتلتقط صورة يبدو بها وكأنه ثابت.