تمكن عالم الأتوثانية المصري، محمد حسن، من تحقيق إنجاز جديد، يتمثل في تطوير أول وأسرع "ترانزيستور" بالعالم ينقل المعلومات ضوئيا في زمن الأتوثانية، والذي من المنتظر أن يدخل مرحلة التطبيق قريبا

القاهرة – 23 فبراير 2023

كاسل جورنال – قسم العلوم والأبحاث

محمد حسن حقق هذا الإنجاز، من خلال قيادته لفريق بحثي في جامعة أريزونا الأميركية التي يعمل فيها أستاذا للفيزياء والضوء، وتم نشر نتائج ما حققوه، مساء الأربعاء، على غلاف مجلة العلوم المتقدمة بأميركا Science Advances

وفي أول حديث صحفي له عن هذا الإنجاز، قال عالم الأتوثانية المصري ، إنه "سيقود إلى ثورة حقيقية في عالم الاتصالات والتكنولوجيا، ويعمل على تسهيل حياة الناس بشكل غير مسبوق"

وأوضح أنه "على مدار القرن الماضي، كان اختراع الترانزيستور بداية ثورة في مجال الإلكترونيات، ووقود التقدم التكنولوجي الذي نتمتع به الآن"، لافتا إلى أن "الترانزيستور القائم على أشباه الموصلات هو العنصر الأساسي حاليا في صناعة الإلكترونيات الحديثة"

:وشرح حسن تفاصيل الفكرة الجديدة، قائلا

"فكرة الترانزيستور تقوم على التحكم في الإشارة الإلكترونية أو التيار الكهربي بالغلق أو السماح، وسرعة التحكم في الإشارة الإلكترونية هي المحدد الرئيسي لسرعة الأجهزة الإلكترونية"

"كان تركيز كل العلماء على تطوير ترانزيستور يعمل بسرعات أعلى لرفع كفاءة وسرعة الإلكترونيات، ونقل المعلومات"

"أسرع ترانزيستور من أشباه الموصلات في العالم حاليا يعمل بتردد غيغا هرتز أو زمن البيكوثانية (مليون مليون جزء من الثانية) وتلك هي أقصى سرعة له، لذلك يسعى العالم لتطوير ترانزيستور يعمل بسرعة أكبر"

عالم الأتوثانية المصري، أكد أنه من خلال قيادته لفريق بحثي في جامعة أريزونا، "تمكنوا من تحقيق الشيء الذي يسعى له العالم". واستطرد في هذا الصدد بالقول:

"طورنا لأول مرة في العالم أسرع ترانزيستور يتحكم في الإشارة الضوئية، في زمن الأتوثانية، التي هي أسرع مليون مرة من سرعة الترانزيستور الحالي القائم على أشباه الموصلات"

"الابتكار يتحكم في الإشارة الضوئية المنعكسة من المادة التي تقع تحت تأثير ليزر الأتوثانية، مما يعتبر بداية ثورة حقيقية لتطوير الإلكترونيات فائقة السرعة الضوئية"

وعن الوقت الذي استغرقه البحث وشكل التجارب خلاله قال محمد ثروت حسن: "استغرق العمل منا عامين كاملين. كنا في البداية نعمل على فكرة نقل معلومات عبر التحكم في الشكل الموجي لليزر، ولكن وجدنا أن هذا التحكم يمكن أن يتم بسرعات أكبر بكثير لو استخدمنا نبضات ليزر أسرع، وهذا جعلنا بدلا من التفكير فقط في نقل المعلومات أن نعمل على زيادة سرعة السويتش المتحكم في نقلها بداخل الترانزيستور، فاستخدمنا نبضات ليزر الأتوثانية"

صعوبات كثيرة مر بها محمد ثروت حسن وفريقه حتى حققوا إنجازهم، وعن ذلك قال: "أجرينا مئات التجارب والقياسات، في البداية حصلنا على نتايج أقل كانت سرعة السويتش فيها حوالي 10 فيمتو ثانية، فاستحدمنا جهاز التحكم في الشكل الموجي لليزر، حتى استطعنا زيادة السرعة إلى 900 أتوثانية، وهي أكبر سرعة سويتش ترانزيستور ضوئي على الإطلاق"

وكشف أن عميلة قبول المحكمين العلميين للبحث لم تكن سهلة: "طلبوا دراسات نظرية إضافية، ومن هنا جاء دور الباحثين المشاركين من جامعة أوهايو، والذين أجروا العديد من الدراسات النظرية وجميعها أثبتت صحة التجارب والنتائج المعملية التي توصلنا إليها"

وكشف حسن أنه وفريقه عملوا خلال بحثهم الجديد، على استخدام تقنية ليزر الأتوثانية لتحميل البيانات الديجيتال المشفرة بطريقة ثنائية البيناري 1,0. وقال:

 

"هذا سيفتح المجال لثورة في مجال الاتصالات، وسيسمح بانتقال المعلومات والاتصالات بين السفن الفضائية التي تسافر إلى أعماق الفضاء، والمحطات الأرضية، بسرعة الأتوثانية"

"يعني هذا أنه سيجعل ملايين الصور والمعلومات تصل إلينا من سفن الفضاء بسرعة الأتوثانية، بدلا من انتقالها حاليا عن طريق موجات راديو عالية التردد تستغرق وقتا أطول"

"فريق من جامعة كالتك، كان قد نجح العام الماضي في تطوير أسرع ترانزيستور مسجل باسمهم، ينقل المعلومات بسرعة 50 فمتو ثانية، لكن ابتكارنا الجديد أسرع من ذلك 50 مرة"

وختم العالم المصري بالقول، إنه وفريقه "حصلوا على براءة اختراع أميركية عن ابتكارهم لهذا الترانزيستور الضوئي، وكذلك عن نقل المعلومات الرقمية المشفرة باستخدام الليزر فائق السرعة"

وأشار إلى أن "الجامعة التي ينتمون لها ستعمل على تسويق هذا الابتكار عالميا"، وأنه "من المتوقع أن يتاح للاستخدام العام خلال سنوات قليلة"