روني عبد النورتوصّل باحثون من معهد الهندسة والعلوم التطبيقية في جامعة يال الأميركية إلى إنجاز أنظمة نانوية تعمل بواسطة قوة الضوء. فكرة استخدام الفوتونات بدل الإلكترونات في الأجهزة ليست جديدة. فقد تنبّأت نظريات عديدة بوجود هذه القوة الضوئية. لكن البرهان احتاج إلى تصاميم فوتونية نانوية تحتجز الضوء على درجة عالية من الكثافة داخل أسلاك فوتونية، وتسيّر قوته على نسق الأسلاك الإلكترونية الموجودة في التصاميم المعقّدة والكبيرة الحجم الحالية. ولأن كثافة الضوء تكبر كثيراً عندما تُوجّه على مستوى النانو، تمكّن الباحثون من استغلالها. إذ أظهروا كيف يمكن إنتاج قوة مهمّة من الضوء المحتجز داخل الأجهزة النانوية بغية تشغيل محتوى شريحة سيليكون مملوءة بتلك الأجهزة.
يقول هونغ تانع قائد فريق البحث: «بينما لا نشعر بقوة الضوء في حياتنا اليومية، يمكن الاستفادة منها على مستوى النانو». ويضيف: «أظهر عملنا فائدة استعمال الأشياء النانوية كأهداف لقوة الضوء عبر استخدام أجهزة أصغر ببلايين بلايين الأضعاف من المركبات الفضائية لتتناسب مع أحجام الترانزيستورات النموذجية الحالية».
ومع أن التكنولوجيا التي تتيح حجز أشعة الضوء على كثافة عالية داخل أسلاك على مستوى النانو ليست متوافرة بعد، توصّلت النتائج إلى أن مستوى الضغط الذي يمكن تحقيقه داخل الأجهزة الصغيرة في شرائح السيليكون يفوق بمليون ضعف قدرة أشعّة الشمس المباشرة، ما يشير إلى إمكان إحداث قفزة نوعية بارزة في هذا المجال. وبحسب الباحثين، ستفتح هذه الإنجازات الأولية الطريق أمام جيل جديد من الأجهزة شبه الموصلة وأمام محرّكات تشغيل رجال آليين نانويين من طريق فوتونات ذات سرعات عالية وحاجة محدودة للطاقة. ويتطلّع هؤلاء أيضا إلى مستقبل يزوّد فيه هذا النموذج أجهزة التحسّس والاتصالات التي تعمل على سرعات عالية بالطاقة.
وترى الدراسة أن ابتكار أجهزة تعتمد على الضوء بدل الإلكترونيات سيطلق العنان لعملية شبيهة بتلك التي أدّت إلى الانتقال من الترانزيستورات إلى الحواسيب، لكن عبر التركيز هذه المرة على جوانب التطوير الميكانيكية.
لماذا أصبحت العملية ممكنة؟ لأن قوة الضوء، بحسب تانغ، باتت إلى جانبنا.