عندي فكرة الباحثة عفاف سعيد: «البلازمونيات» لسرعة نقل البيانات

لا تزال المرأة المصرية تثبت كل يوم أنها قادرة علي منافسة الرجل في كل المجالات حتي تلك التي ظن أنها حكر عليه، فرأينا المهندسة والقاضية والمحامية إلي جانب الطبيبة والمعلمة.. وفي مجال البحث العلمي أثبتت كفاءتها وقدرتها علي الإبداع والابتكار.. عفاف محمد سعيد الباحثة بمركز الفوتونات والمواد الذكية بمدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا أحد هذه النماذج المضيئة للمرأة المصرية بدأت العمل كمساعد باحث بالمركز الذي يعمل علي مشروعات علمية كبيرة وتكنولوجيات متقدمة تختص بعلم الفوتونيات، وهو مجال واعد وله تطبيقات عديدة في الطاقة الشمسية والتشخيص الطبي ونظم الاتصالات الحديثة واسعة المدي، حصلت علي الماجستير وتعد للدكتوراه تحت إشراف أ.د صلاح عبية رئيس المركز.. حاورناها حول أهم أبحاثها وابتكاراتها في السطور التالية.
في البداية حدثينا عن مجال أبحاثك »البلازمونيات»‬؟
- هي تكنولوجيا حديثة ظهرت منذ سنوات، ويعتبر مركز الفوتونات والمواد الذكية بمدينة زويل (»‬PSM) أحد المراكز القليلة عالميًا التي تقوم بأبحاث في هذا المجال الواعد. والموجات البلازمونية ببساطة هي موجات تنتشر علي أسطح المعادن النبيلة مثل الذهب والفضة نتيجة للتفاعل بينها وبين أسطح المواد العازلة مثل الهواء والسليكون، يحدث ذلك عندما يقترب تردد الضوء الساقط من تردد الحركة الموجية للإلكترونيات الموجودة علي سطح المعدن، فيحدث بينها حالة (رنينية) وتظهر أمواج جديدة تنتشر سطحيًا تسمي موجات البلازمونيات السطحية، هذه الموجات تحتاج لتحليل حاسوبي دقيق ونمذجة فيزيائية حتي نصبح قادرين علي فهم طبيعة عملها.
وما أهم تطبيقات وفوائد هذا المجال؟
- تواجه أجهزة الكمبيوتر مشكلة في سرعة نقل البيانات من الذاكرة إلي وحدة المعالجة التي لا تتجاوز 3.5GHz وذلك لأن الحدود الحاكمة لهذه السرعة هي سرعة الإلكترون الذي يحمل المعلومات، لذلك ظهرت بعض المحاولات لنقل هذه المعلومات علي الفوتون لمضاعفة هذه السرعة 1000 مرة، لكن تظل مشكلة الربط الكفء بين الدوائر الإلكترونية والدوائر الضوئية تعرقل الدمج بينها علي نفس الشريحة، وهنا تظهر أهمية البلازمونات الواعدة في حل مشكلة الدمج ليس فقط بسرعات عالية ولكن بأبعاد أقل بكثير مما توفره الحلول الضوئية الأخري.
وكيف استطعتِ حل هذه المشكلة من خلال ابتكارك؟
- الحمد لله نجحت في تصميم جهاز لربط الدوائر الإلكترونية بالضوئية بكفاءة تصل إلي حوالي 93% وحجم أصغر حوالي 40 مرة باستخدام تكنولوجيا البلازمونيات، مما يمثل طفرة في هذا المجال حيث إن الربط يكاد يكون بشكل تام.
ما الفكرة الرئيسية التي اعتمدت عليها في هذا الابتكار؟
- معظم الدراسات اعتمدت علي النظرية الكلاسيكية لتفسير كيفية انتشار الموجات البلازمونية، ولكن لوحظ مؤخرًا فرق كبير -نسبيًا- بين المشاهدات المعملية والنتائج النظرية التي تعتمد في الحصول عليها علي النظرية الكلاسيكية خاصة عند دراسة أبعاد صغيرة جدًا تصل إلي عدة أنجستروم (الأنجستروم = 0.1 نانومتر = 1÷ 10000000000 متر)، ومن هنا فإن الفكرة تعتمد تسعي إلي إعادة التحليل من وجهة النظر الكمية عن طريق دمج النظرية الموجية الكلاسيكية مع النظرية الكمية بشكل يسهل استخدامه علي الأجهزة الحاسوبية وينجح في تفسير دقيق للظواهر الكمية التي تحدث عند هذه الأبعاد والتي تفشل النظرية الكلاسيكية في وصفها.. وقد قمت بهذه الابحاث تحت إشراف أ.د.صلاح عبية رئيس مركز الفوتونات بمدينة زويل.
ما الأبحاث الأخري التي تشاركين بها في هذا المجال؟
- قبل وفاة العالم المصري د. أحمد زويل بحوالي عامين كان قد بدأ في تأسيس وتطوير التصوير رباعي الأبعاد، وحاليا يقوم فريق بحثي -أشرف بالانضمام إليه- من مركز (»‬PSM) تحت إشراف أ.د صلاح عبية باستكمال هذا البحث من أجل تحسين نمذجة التنبؤ بصور الميكروسكوب رباعي الأبعاد، وتلعب البلازمونيات دورًا أساسيًا في هذا البحث، ويعد هذا العمل أول بحث مقدم من مصر للنشر في هذا الموضوع ونهديه لروح الدكتور زويل رحمه الله.