عالم مصري بجامعة أريزونا يبتكر أسرع ميكروسكوب إلكتروني في العالم
نجح باحثون في جامعة أريزونا، من بينهم العالم المصري الدكتور محمد حسن، في ابتكار أسرع ميكروسكوب إلكتروني في العالم، يتيح هذا الميكروسكوب الجديد التقاط صور لحظية للإلكترونات المتحركة، مما يحدث قفزة نوعية في مجالات متعددة مثل الفيزياء والكيمياء والهندسة الحيوية وعلوم المواد.
أسرع ميكروسكوب إلكتروني في العالم
أوضح الدكتور محمد حسن، أستاذ الفيزياء وعلوم البصريات بجامعة أريزونا، في تصريح لموقع "Interesting Engineering" أن هذه الأداة تتمتع بأعلى دقة زمنية، مما يسمح بتجميد الزمن ورؤية حركة الإلكترونات أثناء حدوثها. وأضاف أن تقنية التصوير الإلكتروني بالزمن اللامتناهي (Attomicroscopy) تعد جسرًا قويًا لتحويل الاكتشافات العلمية إلى تطبيقات هندسية عملية.
اقرأ أيضا
كيف يعمل الميكروسكوب الإلكتروني؟
الميكروسكوبات الإلكترونية فائقة السرعة، التي تم تطويرها في العقد الأول من الألفية الجديدة، تستخدم الليزر لتوليد حزم إلكترونية نابضة، مما يزيد بشكل كبير من الدقة الزمنية؛ وهي القدرة على مراقبة التغيرات في العينة عبر الزمن. تختلف هذه الميكروسكوبات عن التقليدية في اعتماد دقتها على مدة النبضات الإلكترونية بدلاً من سرعة الغالق في الكاميرا.
إنجاز ثوري في التصوير الإلكتروني
تمكن الباحثون لأول مرة من توليد نبضة إلكترونية واحدة بزمن اللامتناهي لالتقاط الإلكترونات في حالة ثابتة، مما يعزز الدقة الزمنية للميكروسكوب بشكل كبير، هذا الإنجاز يشبه الكاميرا فائقة السرعة التي تلتقط لحظات خفية، ويتيح رؤية حركة الإلكترونات بشكل غير مسبوق.
توسيع نظريات حائزة على جائزة نوبل
بنى الدكتور حسن وفريقه على أعمال العلماء الحائزين على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2023، بيير أغوستيني، وفرنتس كراوس، وآن لويلير، الذين ابتكروا أول نبضة إشعاع فوق بنفسجية قصيرة بما يكفي لقياسها بزمن اللامتناهي. وقد أضاف الفريق القدرة على رؤية حركة الإلكترونات في الزمان والمكان معًا، مما يوسع الأساس الذي وضعه العلماء الثلاثة.
تطبيقات في العلوم المادية والكيميائية والبيولوجية
قال الدكتور حسن: "تقنية التصوير بالزمن اللامتناهي تربط بين شكل المادة وديناميكيات الإلكترونات، مما يمنحنا القدرة على تصوير وتحكم التيارات الإلكترونية بسرعة تصل إلى مليون مرة أسرع من الإلكترونات الحالية، وبحجم يمكن أن يصل إلى بضعة نانومترات." وأضاف أن هذا الإنجاز له تأثير كبير على التطبيقات الهندسية والكيمياء والأحياء، حيث يمكن رؤية حركة الإلكترونات في اللحظة الفعلية، مما يفتح آفاقًا جديدة في التحكم بالتفاعلات الكيميائية واكتشاف أدوية جديدة.
السيرة الذاتية للدكتور محمد حسن
الدكتور محمد حسن هو عالم مصري بارز في مجال الفيزياء والبصريات، ويشغل حاليًا منصب أستاذ مشارك في قسم الفيزياء وعلوم البصريات بجامعة أريزونا، الولايات المتحدة الأمريكية. حصل على دكتوراه في الفيزياء من معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية وجامعة لودفيغ ماكسيميليان، وكان باحثًا ما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا تحت إشراف البروفيسور أحمد زويل.
حصل على العديد من الجوائز والتكريمات، بما في ذلك جائزة مبادرة الأبحاث المبتكرة وجائزة الباحث الشاب من القوات الجوية الأمريكية، يركز الدكتور محمد حسن على تطوير تقنيات الليزر الفمتوثانية ودراسة التفاعلات الكيميائية والفيزيائية على المستوى الجزيئي باستخدام هذه التقنيات.