الأحد، 28 ديسمبر، 2008

أفضل النتائج التطبيقية لنظريات 'علم الخفاء


التطور المستمر في تكنولوجيا ال Nano منحت العلم الحديث الكثير من الاحتمالات المفيدة، تضمنت فيما يخص ملفنا اليوم تطبيقات 'دنيوية' كالعقبة المذهلة التي يجاهد العلماء المعاصرون من أجل التغلب عليها وهي تكنولوجيا الخفاء التي تشبه مصفى لحقل كهرومغناطيسي معزول كما لو كان العلماء يحاولون حماية 'الشيء' من هذا التدخل الكهرومغناطيسي ويبدو أن ذلك أصعب بكثير من هندسة الأدوات مقابل الموجات السمعية التي يستطيع العامة تخيلها كتطبيقات السونار وهي واحدة من منجزات فيزياء الضوء والبصريات الحديثة، وهي نفسها تلك الأمواج التي تراها طائرة مقاتلة تحلق أسرع من الصوت على صحراء شاسعة، هناك ستخدع الطيار سخونة الرمال فتستمر أشعة خفيفة من فوق تخدع عطشى الصحراء في ما يسميه الشعراء ب: 'أوهام الماء'.
ما بين التمويه والاختفاء
العلماء البارزون يفهمون ألغاز أدوات التغطية كالمواد الشفافة والضوء الذي يجري خلال الأجسام والمكائن التي تزود بتكنولوجيا التمويه، بينما الخفاء يعرفه العلماء كأشعة تسير الضوء الكامل حول مادة عبر مسيره الأصلي كما لو أن لا شيء يوجد في مسيره، سيختفي الجسم من البصر من دون إنتاج انعكاسات وظلال. وهذا الكلام النظري يحتاج إلى قوة تكنولوجية لتثبته في الواقع. إن المكونات الرئيسية لتغطية الأدوات لها مركباتها المعروفة بالتسمية Metamaterials والتي يتعامل معها الضوء بصناعة تراكيب أصغر من الطول الموجي للضوء، لاسيما إذا كانت التراكيب أكبر. ولكي نوضح هذه المعادلة المعقدة، فإن ما يجري هو قيام العلماء ببعثرة الضوء بدلا من الاستدلال عليه. فالضوء الأحمر له طول موجي يعادل 650 nanometers، بينما الضوء الأزرق له طول موجي حوالي 475 nanometers. علما بأن موجات الراديو و المايكرويف والموجات تحت الحمراء لها أطوال موجية أطول من الضوء المرئي بينما الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما أطوالها الموجية أقصر.هكذا تتصرف التراكيب الفردية ضمن ال metamaterials كاللوامس التي ترسل الموجات وتتسلمها. إن تحدي علم الخفاء ليس تغطية الأجسام أو امتصاص الضوء الصادر عنها أو إظهارها كزجاج معتم، بل عمليات معقدة تشتغل ضد الأجزاء المخفية لطيف الضوء الذي يمتلك أطوالا موجية طويلة للغاية مثل المايكرويف، هو الصراع نفسه ما بين بناية تحرف موجات الرادار وتلك الموجات التي تريد تغطيتها. وهنا يأتي دور علماء النانو الذين سيتكفلون بتغطية الأدوات بمقاييس ال nanometers ليحنوا أطوال الموجات الضوئية الأقصر في المدى المرئي كما تميزت أعمال عالم الفيزياء البصرية غيبر جريج من جامعة كارولينا الشمالية الذي توصل إلى نتائج مثيرة وهو القائل: 'مهما توصلنا من نتائج، فلا نستطيع أن نجعل الأجساد تختفي كليا'.
الخفاء المنجز
المحاولات جارية في لندن ونيويورك وموسكو لإنتاج الخفاء بطريقة تشويه الأشعة الخفيفة في حقل كهرومغناطيسي بطريقة ال teleportation محاولين تنفيذ رؤية إتش. جي. ويلز رائد روايات الخيال العلمي الذي أمتع الناس في عام 1934.والتشويه هنا يعتمد على حقل ذي كثافة مغناطيسية عالية تؤثر في الفضاء والزمن. وتقلب حالة هذا الحقل بتأثر الكتلة التي تفقد قبضتها على الفضاء والزمن بما يسميه العلماء 'الرنين الجماعي'.
دروع الخفاء
لم يستسلم العلماء الجريئون للخيال العلمي الشعبي وأنصار الرحلات الخيالية عبر النجوم واعتقد الأكثر جرأة منهم بأن ال Romulans المخادع يستطيع أن يجعل سفنهم الفضائية تختفي فجأة. فهل ستكون هذه الفكرة قابلة للتصديق، فضلا عن التطبيق. طبقا للنتائج الجديدة للعلماء المتخصصين في الشؤون العسكرية الذين أجروا تجاربهم على حيوانات مختلفة بغية 'تمويه الطبيعة' فإن رش خلايا الطاقة الشمسية مكنهم من عمل اختراق حقيقي في طريق هزيمة معوقات تكنولوجيا الخفاء، بما في ذلك ابتكار 'الملابس الذكية' من قبل المهندسين الإلكترونيين في جامعة بنسلفانيا المستندة على تكنولوجيا الأجسام المختفية تقريبا، من وجهة نظر مشاهديها. وكل ما عملوه أن منعوا الضوء من الوثوب نحو سطح الجسم المراد إخفاؤه ليتضاءل (الجسم) تدريجيا حتى يختفي.وصف السير جون بندري الفيزيائي في الكلية الإمبراطورية بلندن هذا الإنجاز بأنه: 'مفهوم يحمل عدة تطبيقات مهمة فعلا في تقنية التمويه'.وفي جوهره العلمي فإن هذا 'المفهوم' مستند على غطاء ال plasmonic المقصود فيه بعثرة الضوء أو حرفه مرة ومنعه من التبعثر مرة أخرى بمتوالية محسوبة بدقة. الغطاء هذا سيمنع الضوء من التبعثر بواسطة الرنين وفي تردد الضوء الساقط عليه نفسه. ويتحمل الغطاء أطوالا موجية مختلفة عن الإشعاع الكهرومغناطيسي ( بما في ذلك الضوء المرئي) نظريا، ليختفي في هذه اللحظة الجسم تماما.
أغطية ال Plasmonic
من الناحية التجريبية فإن أغطية ال plasmonic دمجت معادن كالذهب والفضة لغرض إخفاء الضوء المرئي. وعند الضربات الخفيفة لمادة معدنية ستصدر موجات إلكترونات تسمى plasmons وهي موجات مولدة لترددين يتصرفان كأن الواحد منهما يلغي الآخر. وتحت هذه الشروط، فإن الجسم المعدني سيصدر كميات ضئيلة جدا من الضوء وبذلك فإن الباحثين وجدوا أن الأجسام (مهما كان شكلها وحتى الكروية والاسطوانية) ستحمى ببعثرة الضوء وستعكس أطوالا موجية صحيحة حينما ينظر إليها تنتج كجسم صغير جدا وهنا سيختفي الجسم.الدراسة هذه التي اختصرنا أعواما طويلة من البحث الجاد فيها دعمت من وكالة مشاريع البحوث المتقدمة لوزارة الدفاع الأميركية التي تعنى ببحث وتطور تكنولوجيا الطليعة العسكرية.
أسرار علم الخفاء
لم يكشف هذا العلم أسراره، ولعل السبب يعود إلى أن العاملين فيه يخضعون لتمويل (ورقابة وسيطرة) الأجهزة الدفاعية الحساسة بإمكاناتها المثيرة والضخمة. فتركوا المتابعين العاديين يعتقدون أنه نوع من الخدع البصرية يوظف تكنيك السحر أكثر من الأعمدة العلمية المؤسسة على خبرات العلوم التقليدية.لكنه - بامتياز - أحد قمم علوم المستقبل لما يتمتع بسعة خيال يذكرنا بالسحرة البارعين والأساطير العميقة والحضارات المتقدمة جدا التي تناولت في مسيرها ما أنجز اليوم فكانت علامة أولى لظهور الخيال العلمي الثر.وعلى الأرجح، فإن العلماء والمهندسين يهتمون أكثر بواقعية كل علم ويعتقدون بأنهم ماضون قدما للظفر بتكنولوجيا الخفاء. ونرى أنهم سيمسكون بالمفتاح لتطوير ال metamaterials المعقدة جدا، مادامت تهيأت لهم من علم آخر المركبات الصناعية - الهندسية لتكنولوجيا النانو المبهرة.
أحدث نظريات علم الخفاء
فمثلا، استطاع في نهاية عام 2006 دكتور الفيزياء في جامعة أندروز الاسكتلندية وولف لينهارد نشر نظريته في تقنية الخفاء معتمدا على مادة شفافة قادرة على انحراف من جسم أخفي خلفه.ونصت النظرية على أنه ليس بالضرورة أن تكون المادة شفافة لكي تحرف الضوء من حول جسم ما، لكن المبدأ العام للطبيعة هو، مادمت تستطيع حرف الضوء، فإنك قادر على خلق الخدع البصرية كانكسار ملعقة في الماء أو السراب الصحراوي أو الموجات المتهادية على مدرج طيران ساخن.من المعروف أن الضوء يتخذ الطريق الأقصر عادة، الذي لا يكون بالضرورة خطا مستقيما، لكن المادة الشفافة ستحرف الضوء حول جسم ما، كالحجارة التي تتحرك بسهولة في الماء.أما الفريق العلمي بقيادة البروفيسور ديفيد. أر. سميث من جامعة دوك الأميركية فجرب تصميم مواد تحمي الأجسام من الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى كالمايكرويف.الفكرة ضرورية كما نرى، وهي عرفان بالغ لما منحته تكنولوجيا النانو العاملة على الموجات الصغيرة للغاية والتي منحت فرصة لكثير من المختبرات المتخصصة في العالم لكي تعمل.لكن ما يواجه الفريقين البريطاني والأميركي، أنهم يجدون صعوبة في خلق metamaterial يغطي مدى كاملا للطيف البصري بدلا من لون وحيد أو تردد خفيف ولا يزالون يعملون على تطوير المواد وتحويل موجاتها إلى تردد معين.
عباءات وطاقيات الإخفاء
تمكن البروفيسور الياباني تاشي من تسليط الصورة نفسها وراء ال wearer لترى مشهدا كاملا خلال العباءة (أي كمبيوتر يولد صورا مشابهة)، لكن التطور الرئيسي في عباءة الياباني هو استخدامه لمادة جديدة دعاها بال retro reflectum (نراها يوميا في عيون قط متوثب)، وهذه المادة تسمح برؤية صورة ثلاثية الأبعاد واعتبر تاشي هذه المادة مفتاح تقنيته.وهناك العديد من الاستخدامات المحتملة للعباءة، منها التجسس والأغراض العسكرية ومساعدة الطيارين لرؤية المدرج من على قمرة القيادة واكتشاف اللصوص في حالة استطاعتهم رؤية ما في تحت العباءة. ان العملية حتى الآن لا تتعدى ما توصلت إليه المجموعة العلمية بقيادة البروفيسور جون بندري في الكلية الامبراطورية في لندن حين استخدموا طرقا من تكنيك ال superlenses لإلغاء الضوء الخارج من الأجسام القريبة بتسليط أي تمويه مؤثر باستعمال تقنيات أكثر غرابة ل metamaterials بمزج مركبات كيميائية وحلزونات وأسلاك متناهية الصغر تتحكم بمسار الأشعة الكهرومغناطيسية. (منتجات السيطرة على ال metamaterials قدمها مهندسو جامعة بنسلفانيا ونشروها منذ نهاية عام 2005 وهي مثيرة حقا).ولو نعود إلى نظرية ديفيد سميث وأعماله نجد ان ما قامت به مجموعة بندري كانت عبارة عن كنس الموجات الكهرومغناطيسية من المنطقة التي يوجد فيها الجسم المراد إخفاؤه. وفي النتيجة يظهر الأمر كما لو أن الناظر مر خلال حجم فارغ من الفضاء. ومن دون تحيز تعد هذه أفضل النتائج التطبيقية لنظريات علم الخفاء.
خوذة الخفاء
أما من الناحية النظرية، فان العباءة لا تعكس أي ضوء ولا تلقي ظلالا ما وتبدو المسألة كالعمل الأدبي 'الرجل الذي فقد ظله'. وإذا كانت الأسطورة اليونانية احتفلت بخوذة الإخفاء، فان علم المستقبل يراهن على ال metamaterial الذي شغل حيزها وحلمها القديم الذي أخفى Romulan وسفن Klingon في سلسلة روايات 'رحلة عبر النجوم' و عباءة الخفاء التي أفادت جدا 'هاري بوتر'.بالطبع العلماء يحاولون سلوك طريق الروائيين، لكنهم يدركون صعوبة تجاوز السرعة النسبية، ولحسن الحظ فان قواعد ألبرت آينشتين تسمح للنبضات الناعمة من الضوء فقط المرور في رحلة العلماء نحو قهر أسطورة الخفاء.
تطبيقات عسكرية
إن الوكالات العسكرية المتقدمة في الولايات المتحدة تهتم بتمويل مشاريع الرادارات السوبر وهذه تقنية دفاعية تتمنى الاختفاء أكثر فأكثر كطائرات الشبح والعملية تبدو كما لو كنت تريد بناء قفص لإخفاء دبابتك عن صواريخ العدو. سيظهر القفص ولا من دبابة هناك. وتتعدى أمنيات العسكريين إلى إخفاء الغواصات والسفن الحربية، فأين ستضع هذه المادة التي تخفي عن الآخرين كل هذه الأجسام؟!
تطبيقات مدنية
وعلينا نسيان أمنيات العسكريين لنتوجه نحو التطبيقات الممكنة لعلم الخفاء في العالم المدني الذي تعتبر أمنياته أكثر تواضعا من العسكريين، فمثلا يريدون خلق أوان لحماية الأدوات الطبية الحساسة من الانتهاكات التي تتعرض لها من قبل نواسخ التصوير بالرنين المغناطيسي والضوئي وتبني تصفية إشارات الهواتف الخلوية وتقديمها بلا شوائب وضجيج والكثير من التطبيقات الممتعة في عالم الطيران الذي يعتبر بأمس الحاجة للأفكار الإضافية.وربما يدخلون تكنولوجيا الخفاء في محاربة الإرهاب بصنع زجاج المسح الآمن والنوافذ غير المرئية التي تمشط جسد الإنسان دون معرفته.
اللجوء إلى الغيوم
برز الخفاء في كل الثقافات القديمة تقريبا ويدعي سحرة الشامانس بأن لديهم القدرة على إخفاء أجسادهم كما خبراء اليوغا في الهند وسكان استراليا الأصليين والهنود الحمر في الأميركيتين والنادرين في المناطق القطبية وعباقرة الفراعنة.وقضية الخفاء ظهرت في أوربا في القرن الخامس عشر وكتبت عنها صحف ذلك الزمان وهناك حكايات الأخوة Rosicrucian وما كتبوه وكتب عنهم بأنهم كانوا يمشون مختفين بين الناس. أما بالنسبة لعلم هذه الأيام فلا بد من اللجوء إلى المتخصص في العلوم الباطنية القديمة البروفيسور لويس سبنسر العامل في مؤسسة تحمل عنوان اختصاصه في سان خوزيه - كاليفورنيا، نجده يقول ان أي شخص يمكن أن يختفي باستخدام الغيوم. وحسب اعتقاده ان الغيوم والسحب يمكنها حجب شخص وعزله خارج بصر الآخرين، وحسب سبنسر، فان هذه الممارسة السرية لا تزال تدرس في المدارس الباطنية حتى اليوم.ولابد من الإشارة هنا إلى أن التراث الأدبي يدعم هذا الاعتقاد لو راجعنا الدور الذي لعبته الغيمة في اختفاء Rosicrucian الذي كان من الماسونيين الأوائل وشكل الأخوية المعروفة باسمه. ويمكن مراجعة مدونات 'الفجر الذهبي' والمخطوطات المحفوظة في مكتبة الفاتيكان التي تتحدث عن طقوس الخفاء (تتحدث عن الإحاطة بكفن موصوف كغيمة)، أما كل الآداب التي تحدثت عن تحضير الأرواح فتؤكد فضل الغيمة في هذه المناورة السرية التي تحدث للأجساد التي تختفي.وعلميا، فان اللجوء إلى الغيمة ما هو إلا عملية البحث بين الفراغ والواقع، الشيء غير المرئي والواضح الوجود. فمثلا، يجيز بعض العلماء لأنفسهم الوصف التالي: غيمة من الإلكترونات الحرة تمتص الضوء. فمن يحيط بمثل هذه الغيمة المخفية؟ وهل كانت ضرورية للبصر الإنساني؟ وعندما يلوح ضوء منكسر ويضرب شبكية المراقب فهل يكون قد رأى ما هو ليس مرئيا تحت ظروف طبيعية؟انها الغيمة التي خلقتها 'الجمعيات السرية' التي لا يعرف أصولها الكثير من الناس لعدم اطلاعهم على كتاباتها وأدبياتها غير المنشورة إلا ضمن إطار ضيق للغاية.
أخلاقيات علم الخفاء
هناك في النهاية أخلاقية علمية واعتبارات أمنية تكبل انتشار تقنية الخفاء، بينما التطبيقات الأولية تركز الآن على حماية المايكرويف من التدخل الكهرومغناطيسي وتطبيقات أخرى تجعل الاتصالات اللاسلكية أكثر فاعلية.الأفكار الجديدة هذه، تعطينا أدوات جديدة لتوجيه إشعة المايكرويف وتسيطر عليها في طريق معدل، وعموما فإن القائمين على تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية سيستفيدون من هذه الأفكار بتصاميمهم الجديدة. إن مداعبات سينمائية للعلم كأفلام 'المرأة الخفية' ورواية 'الرجل الخفي' لرالف إيلسون و'رحلة عبر النجوم' و'هاري بوتر' و'بيرسوس' الذي يقابل 'قنديل البحر' في الأسطورة اليونانية واعتقادات الفيدا الهندوسية إلى سيارة جيمس بوند الأخيرة وغيرها من الكتب والروايات الهزلية، تسلحت بفكرة العباءة أو طاقية الإخفاء، وهذا يعني في العلم التمسك بعامل ومؤثر خارجي، أي شيء حتى لو كان الظلام نفسه. ولو نركز جيدا على الأفكار الروائية - حتى السطحية منها - نجد أن العتمة أو الظلام يسودها، وصناعة الظلام بحد ذاتها تقنية تقطع عنك الضوء بينما موجاته من حولك. ومن هنا بدأت فكرة اكتشاف ما يسمونه 'الجدران المخفية'.
لماذا يخفي الإنسان نفسه؟
وكم تمنينا هذه اللحظة لو توافرت لدينا كل الأجوبة حول أسرار علم الخفاء، كغيرنا من الباحثين الذين لا يزالون وسط الطريق، كغيمة الإلكترون الدائر حول مداره. وما يقلل من قلقنا، ان البحوث في هذا الشأن لا تزال في بدايتها ولكن لم يسأل أحد من العاملين في هذا المجال نفسه هذا السؤال الإنساني: لماذا يحاول الإنسان إيجاد طريقة لأن يخفي نفسه؟! أي متاعب روحية يعانيها أو لعله يريد أن يعبر بها الأبعاد الأخرى التي لا يستطيع أن يطأها الجسد في وضعه الطبيعي! هل يقترب هذا العلم لأولئك الذين عينوا كأشباح أو ملائكة أو مخلوقات عليا لا نعرف كنهها؟والواضح أن الأمر لا يتناسب مع ثقافتنا وإيماننا بقدرية الإنسان وحدود إمكاناته ودوره في الدنيا، ولكن هذا لن يغير في الأمر شيئا، طالما تسعى مؤسسات متقدمة تصقل كل علوم المستقبل في بوتقتها وتهدر الأموال الضخمة من اجل تقدم هذا النوع من العلوم البالغة السرية. وفي حالتنا لو اعتبرنا المسألة قليلة الأهمية، كما اعتدنا، فسنواجه بدورنا النمطي أناسا يحاولون إنكار كل ما يحصل حولهم بناء على معتقد راسخ، هو نفسه يقبل الجدل. ومن جديد، ما الذي يعاني منه الإنسان الذي يريد إخفاء نفسه ولماذا يريد أن يكون مخفيا عمن حوله؟ أليست الحياة هي تفاعل بيننا وبين والآخرين؟ وإذا أخفقت في هذا التفاعل، هل سيكون الحل في أن تكون غير مرئي؟ وإذا كان المجتمع من حولك لا يتفاعل معك عن قصد بسبب ثقافي أو شخصي وهو يراك، فكيف سيتفاعل معك وهو لا يراك ولا يسمعك؟.وإذا كان الجلوس وحيدا معزولا تتناول الشاي وتقضي يومك مسألة شديدة الحزن، فأي مرارة وخيبة يمكن أن تداهم المرء الذي لا يراه أو يستمع إليه أحد؟
تقنيات الخفاء الكيميائية والفيزيائية

القاموس الكيميائي المتبع في المحاولات الأولى للخفاء اتخذ التكنولوجيا الكيميائية التالية:
سائل مثل ماء بصبغة البياض يجمد بسهولة.
طعم محترق حاد يحمل رائحة عطرية ضعيفة.عديم الذوبان في الماء والغليسرين.قابل للذوبان في الكحول والكلوروفورم والأثير.المادة قابلة للاحتراق.العمليات تجري في 20 درجة مئوية.
إضافة مركب عضوي إلى ال polymer العالي لتسهيل المعالجة ولزيادة المرونة والصلابة.
ينتج بالتعديل الداخلي solvation وينقى. استخدام بلورات Colorless أو مسحوق أبيض غير سام قابل للذوبان في الماء والكحول والقلويات وحامض الخليك وعديم الذوبان في الأثير.
استخدام حامض النتريك ككاشف.يمكن اتخاذ شكل الألياف الضوئية والروابط الإلكترونية.
أي انعكاس للضوء المرئي الخارج من الجسم ينبغي أن يكون بنغمة توافقية خارج حدود الطيف المرئي لتظهر الحفر المظلمة في الجسم المراد إخفاؤه. نسبة 'يو في' أو أي إشعاع أعلى آخر بترددات غير مرئية.
تهيئة الجسم لبعث ترددات ما بعد الطيف المرئي. من الممكن استعمال تأثير ال heterodyne أو مضاعفته لثلاث مرات.

الخفاء الإنساني التلقائي

للناس روايات مدهشة وتجارب غريبة أربكت الحقائق والإثباتات العلمية. فثمة حكايات عن امرأة تعتقد انها تجلس على أريكة وسط صالة منزلها فيما زوجها يصر على أنه بحث عنها بلا طائل، لم يرها ولم تشعر ببحثه عنها، لقد تحولت إلى طيف غرق في الجدران. ولعلها حادثة عادية غير مؤكدة لأناس يعانون من متاعب عصبية ونفسية، ولكن ماذا عن مبتكرات العالمة دونا هيجي التي تصر في بحوثها على رواية القصص غير العادية لتخبرنا عبر موقعها بأن الناس فعلا يختفون فجأة ولا يمكن أن ترصد حركاتهم، هم باستطاعتهم رؤيتنا ولكن أيا منا لا يستطيع رؤيتهم. وإذا عجزنا في لحظات عن رؤيتهم فماذا عن مشاعرهم وأي أناس هؤلاء الذين يسقطون ضحية الخفاء من حين لآخر برغبتهم أو بدونها والطريف ان ثمة من يدعي قدرته على السيطرة من حين لآخر على رغبته في الاختفاء الكلي مثل دانيال إس الذي يصر كل المقربين منه أنه اختفى ليوم كامل فيما كان وسطهم يتحرك. لقد كان دانيال خائفا من مداهمة الشرطة وفجأة دخلت في المكان الذي يجلس فيه مع أصدقائه ولكن الشرطة المحترفين لم يروه، دققوا هويات كل الحاضرين عدا دانيال!

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق