مشط التردد الضوئي

وأنتج العلماء جهازا يعمل بليزر أخضر مشابه لمؤشرات الليزر التي تباع بأقل من 5 جنيهات إسترلينية في المتاجر العامة، لكنه يحول الضوء إلى نبضات أشعة تحت حمراء بقدرة قصوى تبلغ 1 كيلو واط. ويصدر الليزر الضوء بمليار نبضة في الثانية، مما يساعد على إنتاج ما يعرف بـ"مشط التردد الضوئي"، الذي يمكن أن يستخدم لقياس ترددات الضوء والفترات الزمنية بشكل أكثر دقة وسهولة مما في السابق.

ليزر لاكتشاف كواكب شبيهة بالأرض

وقال البروفيسور ديريك ريد، رئيس مجموعة البصريات فائقة السرعة في جامعة هيريوت وات، إن الليزر لديه إمكانات هائلة لتمكين علماء الفلك من اكتشاف الكواكب الصغيرة الشبيهة بالأرض التي تدور حول نجوم بعيدة.

ووفقا للجامعة، يقلل الليزر من التكلفة والتعقيد واستهلاك الطاقة لأنظمة الليزر فائقة السرعة النموذجية بنحو 10 أضعاف.

أجزاء ليزر اكتشاف الكواكب

ويشع الليزر الضوء بمليار نبضة في الثانية، ويتكون من ثلاثة أجزاء فقط: مرآتان وبلورة ياقوت تحتوي على كمية صغيرة من التيتانيوم.

وكشف الفريق عن تفاصيل هذا الاختراق في مجلة Optics Express. ويقولون إنهم سيجعلون هذه التكنولوجيا في متناول المستخدمين في التخصصات العلمية الأخرى. 

ويعتقد البروفيسور ريد أنه يمكن أن يساعد علماء الفلك في البحث عن الكواكب الخارجية - الكواكب التي تدور حول النجوم خارج النظام الشمسي للأرض.

التلسكوبات الفضائية والأرضية

وباستخدام التلسكوبات الفضائية، حدد علماء الفلك بالفعل آلاف النجوم التي قد يكون لها كواكب خارجية، ولكن يجب تأكيد كل منها بواسطة التلسكوبات الأرضية التي تبحث عن تقلبات صغيرة في لون ضوء النجم، والتي هي إشارات لكوكب يدور.

وتؤكد هذه التحولات الصغيرة في الطول الموجي وجود كوكب يدور في مداره وتوفر كتلته وفترة مداره.

مواصفات الليزر الجديد

ويقول ريد: "الليزر الجديد الخاص بنا هو نسخة أصغر وأبسط من جهاز قمنا بتثبيته على تلسكوب جنوب إفريقيا الكبير الذي يبلغ طوله 10 أمتار في عام 2016. وينتج الليزر ضوءا يتكون من آلاف الترددات الضوئية المتباعدة بانتظام، والمعروفة باسم مشط التردد".

ولأنه يشبه إلى حد كبير استخدام المسطرة لقياس المسافات بدقة، فإن مشط التردد هو "مسطرة الطول الموجي"، ما يسمح لعلماء الفلك بقياس الفروق الدقيقة في الطول الموجي.

وتابع: "نظرا لأن ملاحظات الكواكب الخارجية يمكن أن تستغرق سنوات من وقت المراقبة، فقد اقترح علماء الفلك وجود العديد من التلسكوبات المخصصة التي تشير إلى النجوم المرشحة، ويمكن أن يصبح الليزر الخاص بنا وحدة أساسية في مثل هذه الأنظمة".

وابتكرت هانا أوستابينكو، طالبة الدكتوراه في هيريوت وات، تصميم النظام الجديد، موضحة: "الأمر الفريد في هذا الليزر هو أننا أظهرنا أنه يمكننا تشغيله من ثنائي ليزري بسيط، حوالي نفس استهلاك الطاقة مثل آيفون. وعلى عكس العديد من أنواع الليزر فائقة السرعة السابقة، يحتوي جهازنا على عدد قليل جدا من المكونات وينتج نبضات فائقة السرعة بمجرد تشغيله".