طفرة يحدثها “محمود جعفر” بتحكمه في الضوء وضغط المعلومات

أصبح الباحث المصري, محمود جعفر, والذي يعمل لدى “جامعة هامبورغ للتكنولوجيا” بألمانيا, حديث الأوساط العلمية الألمانية بصفة خاصة, والغربية بصف عامة, وذلك بعد تمكنه من تحقيق ما كان يعتبره العلماء من المستحيلات.. حيث توصل “جعفر”, لطريقة تمكنه من تخزين المعلومات بصورة ضوئية وليست الكترونية, الأمر الذي سيجعل سرعة نقل وتحميل المعلومات والبيانات تماثل سرعة الضوء التي تساوي ٣٠٠ الف كيلو متر في الثانية الواحدة . هذا الإنجاز سيجعل ذاكرة الهواتف والحواسب بنفس سرعة الضوء بفضل.

لم يقف العبقري المصري عند هذا الحد, حيث استطاع أيضاً, التحكم في سرعة الضوء وضغطه, وبالتالي استطاع نقل كميات كبيرة من البيانات في وقت واحد بدون أي تداخل وبدون  اخترقها، وهذا يمثل ثورة علمية في مجال تكنولوجيا نقل المعلومات ..

بدورها احتفت أحدى كبرى الدوريات العلمية وهي دورية نيتشر العالمية بإنجاز الباحث المصري, واعتبرته أحد أكبر إنجازات القرن الـ 21.

الحوسبة الضوئية

التحكم في المعلومات الضوئية أو تشكيلها “ديناميكياً” داخل شرائح السليكون له إستخدامات مهمه في تكنولوجيا الاتصالات الضوئية، أو بمعنى أدق سيكون له دور في ما يسمى “بالحوسبة الضوئية”, فعلى سبيل المثال يمكن عن طريقه تحويل التردد لحزم من المعلومات الضوئية ديناميكياً، وبالتالي نقلها من قناه تردديه الي قناه تردديه أخري، مما يساعد في مضاعفه معدل البيانات.

وعن طريق تغيير الخواص الضوئية لمادة السليكون بسرعة الضوء ديناميكياً بالإضافة إلى هندسة “علاقة التشتت” لمادة السيلكون (silicon waveguide) استطعنا توضيح كيفية ضغط حزم من المعلومات الضوئية “زمنيا” ونقلها من قناه تردديه الي قناه تردديه أخري في وقت واحد، أي قمنا بتوضيح “عدسة زمنيه” حيث سيسمح ذلك بعدم تداخل الإشارات الضوئية مع بعضها البعض أثناء ارسالها.

في حديثه لمجلة الشباب المصري يقول جعفر (قمت أيضا, عن طريق نفس الإنتقالات الضوئيه السابق ذكرها, بتوضيح كيفية إيقاف حزم البيانات الضوئية زمنياً لفترة معينه، قبل أن يتم تحرير حركتها مرة أخرى. هذه العملية تسمى علميا “إيقاف الضوء”، ويمكن تشبيهها بإشارة المرور ولكن بالنسبة للضوء. سيسمح إيقاف الضوء بتخزين المعلومات ضوئيا لوقت معين، أي انها ستكون بمثابه ذاكره ضوئيه لإستخدامها في أجهزة التوجيه البصري (optical routers) . بالإضافة إلى ذلك قمنا بتوضيح كيفية عكس الزمن للنبضات الضوئية، وذلك لإسترجاع المعلومات الضوئية مرة أخرى، يمكن تشبيه ذلك كما لو كنت تشاهد فيديو يعود بالوقت للخلف. تم تغطية هاتين النقطتين البحثيتين من قبل المعهد الأمريكي للفيزياء AIP ).

يستطرد: (ليس فقط سيكون لهذه الانتقالات الضوئية التي أقوم بمناقشتها في هذه الأبحاث إستخدامات في تكنولوجيا الاتصالات الضوئية المستقبلية، ولكن أيضاً لها أهمية في مجال الفيزياء اللاخطيه وكذلك توضيح بعض الظواهرالفيزيائية داخل شرائح ميكرمترية مثل”تأثيردوبلر Doppler effect” وكذلك “أفق الحدث event horizon” والذي يستخدمه علماء الفيزياء النظرية لوصف محيط الثقوب السوداء).

النشأة العلمية للدكتور محمود جعفر

تعلم الدكتور محمود جعفر وهو من محافظة المنوفية في المدارس الحكومية المصرية وحتى الجامعة, درس الفيزياء في كلية العلوم جامعة المنوفية، وحصل على البكالوريوس عام ٢٠٠٨ بتقدير امتياز مع مرتبة الشرف. تم تعيينه كمعيد بنفس القسم في نفس العام.

من وقت دراسته وكان هدفه أن يسافر ليتعلم شيئاً جديدًا في الخارج. اتيحت له الفرصة عام ٢٠١٠ للمشاركة في المدرسة الصيفية في المعهد المتحد للأبحاث النووية بموسكو لمدة 3 أسابيع.

بعدها مباشرة تم تقديم منحه له من المعهد للبقاء وإجراء أبحاث فيه في الفترة بين ٢٠١٠ و ٢٠١٢. في عام ٢٠١٢ حصل على الماجستير من جامعة المنوفية والمعهد المتحد للأبحاث النووية بموسكو .بعدها مباشرة حصل على منحة لدراسة الدكتوراه من جامعة ماربورج بألمانيا، وفي عام ٢٠١٥ حصل على درجة الدكتوراه في فيزياء الليزر. منذ بداية عام ٢٠١٦ وحتى الأن يعمل باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة هامبورج للتكنولوجيا بألمانيا.

قام أيضاً بزيارات بحثية (باحث زائر) إلى جامعة برلين التقنية بألمانيا، ومعهد أبحاث RIKEN باليابان بالإضافة إلى جامعة Sun Yat-sen University بالصين. حصل على تمويل أبحاثي من وزارة البحث العلمي الألمانية وكذلك المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين.