شاب من المنوفية يتحكم في الضوء ويضغط المعلومات زمنيا.. محمود جعفر حقق إنجازا سيحدث طفرة تكنولوجية

محمود جعفر حقق مع فريق ألماني إنجازا سيحدث طفرة تكنولوجية
قريبا ذاكرة الهواتف والحواسب بنفس سرعة الضوء بفضل ابتكار جعفر
جعفر تعلم في مدارس وجامعات حكومية ووصل لكبرى المراكز البحثية العالمية
خلال الفترة الأخيرة انتشرت أخبار وموضوعات كثيرة عن مصريين وخصوصا من محافظة المنوفية قالوا إنهم توصلوا لاختراعات ستنقل البشرية إلى مكان آخر، ولكن ثبت بعد ذلك أن ما قالوه ليس له أساس علمي وكان الهدف البحث عن الشهرة، حتى أصبح الأمر مادة للتندر وكل من يقول إنه مخترع يتشكك الناس في أمره، ولكن حالة الدكتور محمود جعفر مختلفة تماما، فهو تمكن مع فريق في ألمانيا من ضغط الزمن والتحكم في الضوء تمهيدا لاستخدامه كذاكرة ضوئية في الحواسب والهواتف والأجهزة الإلكترونية مما جعل كبرى الدوريات العلمية مثل نيتشر تحتفي بإنجازه لما سيحققه من سرعة لا متناهية في عالم التكنولوجيا.. مجلة الشباب حاورت جعفر ليعرض تفاصيل إنجازه.
ما أهمية الابتكار الذي توصلت إليه؟
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.
عن 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.
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
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"تأثيردوبلرDoppler effect" وكذلك"أفق الحدث event horizon” والذي يستخدمه علماء الفيزياء النظرية لوصف محيط الثقوب السوداء.
متى يمكن أن يصبح ابتكارك مفيداً ويستخدمه الشخص العادي في أعماله اليومية؟
بمثل هذه الأبحاث نضع الأساس فهي ما زالت في طور الأبحاث. من الناحية التكنولوجية، فإن بناء جهاز كمبيوتر ضوئي سيتطلب جهودًا مكثفة متعددة التخصصات وتعاونًا بين الباحثين في علم المواد والضوئيات والإلكترونيات وما إلى ذلك سيأخذ بعض الوقت. أبحاثي تشارك بجزء في هذه الجهود.
أما من ناحية الاستخدام في مجالات الفيزياء اللاخطية والضوء، فأبحاثي يتم تطبيقها واستخدامها حالياً على أرض الواقع.
ما حجم الأموال التي كلفها هذا البحث الذي يعكف عليه فريقك؟
تم تمويل الأبحاث المنشورة في أخر 3 أعوام من قبل وزارة البحث العلمي الألمانيه (DFG) والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين بمبالغ كبيرة.
هل العوائد المالية على الممولين لمثل هذه الأبحاث ستكون مجزية حين يصبح الابتكار قابلاً للتنفيذ والاستخدام؟
إن لم يكن الأساس العلمي والتمويل البحثي موجودا لما استطعنا الوصول إلى ما نحن فيه من الناحية التكنولوجية. أقرب مثال على أهمية التمويل البحثي هو إنتاج عدة لقاحات لفيروس كورونا في أقل من 12 شهرا لأن الأساس العلمي موجود.
كباحث مصري شارك في مثل هذا الابتكار هل يعطي أحقية ما لبلدك في الاستخدام أو الاستفادة منه؟
بالطبع، يمكنني نقل الخبرة والمعرفة التي اكتسبتها في هذا المجال لبلدي مصر.
,أحلم بإنشاء معمل متكامل للضوئيات المتكاملة (Integrated photonics ) في مصر له شراكات مع مراكز أبحاث دولية مرموقة يسعي إلى إيجاد حلول وتطبيقات تكنولوجية، ونقل خبراتي في هذا المجال إلى بلدي.
كيف وصلت للمكان الذي تعمل فيه الآن؟
تعليمي حكومي منذ الابتدائية وحتى الجامعة.درست الفيزياء في كلية العلوم جامعة المنوفية، وحصلت على البكالوريوس عام 2008 بتقدير امتياز مع مرتبة الشرف. تم تعييني كمعيد بذات القسم في نفس العام. من وقت دراستي وكان هدفي أن أسافر لأتعلم شيئا جديدا في الخارج. اتيحت لي الفرصة عام 2010 للمشاركة في المدرسة الصيفية في المعهد المتحد للأبحاث النووية بموسكو لمدة 3 اسابيع.
بعدها مباشرة تم تقديم منحه لي من المعهد للبقاء وإجراء أبحاث فيه في الفترة بين 2010 و 2012. في عام 2012 حصلت على الماجستير من جامعة المنوفية والمعهد المتحد للأبحاث النووية بموسكو .بعدها مباشرة حصلت على منحة لدراسة الدكتوراه من جامعة ماربورج بألمانيا، وفي عام 2015 حصلت على درجة الدكتوراه في فيزياء الليزر. منذ بداية عام 2016 وحتى الأن أعمل باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة هامبورج للتكنولوجيا بألمانيا.
قمت أيضاً بزيارات بحثية (باحث زائر) إلى جامعة برلين التقنية بألمانيا، ومعهد أبحاث RIKEN باليابان بالإضافة إلى جامعةSun Yat-sen University بالصين. حصلت على تمويل أبحاثي من وزارة البحث العلمي الألمانية وكذلك المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين.
خلال دراستك في مصر هل خططت لما وصلت إلية الآن؟
لم أخطط لهذا حرفياً، ولكني -ومازلت- كنت طموح مؤمن بأن السعي والاجتهاد له ثمرته. توفيق الله ثم دعم ودعاء والدي (رحمة الله عليهما) وأسرتي وراء كل ذلك.
ومن خلالكم أود أن أوجه نصيحة لشباب الباحثين الأصغر مني سناً وكذلك طلاب الثانوية العامة، "ثق بنفسك وقدراتك وتحلى بالصبر". فلا يصل الناس إلى حديقة النجاح، دون أن يمروا بمحطات التعب والفشل واليأس".
متى يمكن أن تعود لمصر وتستقر فيها بعد ما حققته من إنجازات؟
في أقرب وقت بإذن الله إذا توافرت الإمكانيات المعملية والبحثية كي أستطيع أن أقوم بدوري على أكمل وجه.
خطوتي القادمة المستقبلية هو بناء مجموعة بحثية مستقلة تضم باحثين شباب من داخل وخارج مصر.