ما هو الضوء المظلم ؟

الان لنتسائل هل يوجد ضوء ذو تردد سلبي ؟ نعم، يوجد وهذا ما اظهرته بعض المعادلات

والمعادلات التي وضعت قيد التساؤل هي معادلات ماكسويل والتي تصف انتشار الضوء، هذه المعادلات تتطلب منّا ان نصف الحقل الضوئي بتردداته السالبة والموجبة . وبطبيعة الحال فأن التردد السالب يشير الى وجود موجة تتكون من الفوتونات التي لها طاقة سالبة.

استخدام الضوء لصنع الضوء

توصّل مجموعة من الباحثين الى نتائج تشير الى امكانية ملاحظة الترددات السالبة وذلك من خلال توليد الاشعاع مع الترددات الموجبة .

نظر الباحثون الى حقول الضوء المكثف جدا والتي تنتقل خلال انواع معينة من الزجاج والالياف الزجاجية . فعندما يكون الحقل الضوئي كثيف جدا – وفي هذه الحالة ستتكون دفقات ضوئية كثيفة وقصيرة جدا – فهذا سيقود الى تأثيرات مدهشة جدا . خصوصا عندما يمر الضوء خلال مادة، عندها يقوم الحقل الضوئي بدفع الالكترونات بقوة بحيث تبدأ الالكترونات بالاندفاع الى الوراء.

في مادة مثل الزجاج، يجب على الالكترونات ان تتحرك بعيدا جدا عن الذرات لكي تنفصل عنها . كلما تدفعهم بقوة اكبر كلما ازدادت المقاومة. وبأستخدام حقول الضوء الضعيفة تحركت الالكترونات الى الامام والى الخلف بشكل سلس وبنمط الحقل الضوئي الضعيف الذي يدفعهم. وفي هذه الاستجابة للحقل فأن هذه الالكترونات تبعث الضوء بنفس اللون بالضبط.

ولكن عندما يكون الحقل قوي جدا، فإن الالكترونات لا تتبع هذا الحقل بشكل مضبوط واذا تبعوا الحقل بشكل مضبوط فأن هذه الالكترونات ستنفصل عن الذرات التي ترتبط بها، ولا يمتلك الحقل هذه الطاقة لكي يقوم بفصل الالكترونات عن ذراتها. بدلا عن ذلك، فإنها تتوقف عن الحركة.

والنتيجة هي انبعاث الضوء من الالكترونات بجميع الالوان ، وببساطة اكثر فإن نبضات الضوء المنبعثة لكل لون تتداخل مع الاخرى ويستمر هذا التداخل ما بين نبضة واخرى مما يؤدي الى نمو هذه النبضة وستشرق اكثر واكثر .

تحذير : ستتعقد الامور اكثر واكثر

هذه العملية وُصفت بالكامل من قبل معادلات ماكسويل لانتشار الضوء. ولكن حلول هذه المعادلات غريبة نوعاً ما. تذكر دائما ان كل حقل ضوئي يوصف رياضياً بالتردد الموجب والسالب .فإذا اخذنا بنظر الاعتبار فقط الترددات الموجبة فسيكون للمعادلات اربعة حلول وهذه الحلول تتوافق مع موجات الضوء التي لها ترددات ايجابية وسلبية والموجات التي تسافر في نفس الاتجاه وعكس  نبضة الضوء الاولية.

تجاهل الباحثون الحلين المتوافقين مع الموجات التي تسير في الاتجاه المعاكس للنبضة الداخلة لانها لا تتضخم . كل نبضة تنتقل في الاتجاه المعاكس لا تتداخل مع النبضة الداخلة لمدة طويلة ولا يوجد وقت طويل لتنتقل الطاقة للنبضة الناشئة .

من الحلين المتبقيين ، واحد لديه تردد موجب وينتقل مع النبضة الناشئة ليسمح لها بالتضخم وتتم ملاحظة هذا عادةً . الحل الاخير يتوافق مع التردد السلب والذي ينتقل مع النبضة الداخلة . هذا الحل ينبغي عليه ان ينتج فوتونات بطاقة سالبة، والذي كان يعتقد كتحفة اثرية ولا يتوافق مع اي شيء فيزيائي.

——————-

اعداد : عصام منير من العراق، فريق عمل مترجم

للمزيد من القراءة حول الموضوع: http://phys.org/news/2012-03-physicists-lasers-frequencies.html