اكتشاف جديد يفتح الطريق لأسرع أجهزة كمبيوتر

بغداد- ميل  

نجح فريق من جامعة أوبورن الأمريكية في تطوير فئة جديدة من المواد تتيح التحكم الدقيق في الإلكترونات الحرة، في إنجاز يفتح الطريق لأجهزة كمبيوتر أسرع من أي وقت مضى، ويُحدث تحولاً جذرياً في مجالات الحوسبة المتقدمة والتصنيع الكيميائي.

ويصف الباحثون ابتكارهم بأنه طريقة جديدة لضبط التفاعلات بين مركّبات جزيئية معدنية تُعرف باسم سلائف الإلكترونات المذابة، حيث تتحرك الإلكترونات بحرية عبر المساحات المفتوحة بدلاً من التصاقها بالذرات كما في المواد التقليدية. 

وتُعد الإلكترونات أساس كل من التكنولوجيا والكيمياء؛ فهي المسؤولة عن نقل الطاقة والتوصيل الكهربائي وتشكيل الروابط الكيميائية.

وتتحكم كيفية توجيهها في أداء الأجهزة الإلكترونية، والذكاء الاصطناعي، والألواح الشمسية، وحتى الحوسبة الكمومية.

في المواد التقليدية تكون الإلكترونات مقيدة، بينما في فئة خاصة تُعرف باسم الإلكتريدات يمكنها الحركة بحرية، مما يفتح الباب أمام تطبيقات علمية وتقنية جديدة.

ابتكر الباحثو نوعاً جديداً من الإلكتريدات يُعرف بـ"الإلكترودات السطحية المثبتة"، حيث ثبّتوا السلائف الإلكترونية على أسطح صلبة مثل الماس وكربيد السيليكون، ما منحها ثباتاً وتنوعاً وظيفياً غير مسبوق.

يمكن للإلكترونات في هذه المواد أن تتجمع في "جزر" صغيرة تعمل كبتات كمية للحوسبة المتقدمة، أو تنتشر في "بحار" إلكترونية واسعة تُحفز التفاعلات الكيميائية.

يقول الدكتور إيفانجيلوس ميليوردوس، الأستاذ المشارك في الكيمياء والمؤلف الرئيسي للدراسة:

"من خلال تعلم كيفية التحكم في الإلكترونات الحرة، يمكننا تصميم مواد تفعل أشياء لم تقصدها الطبيعة يوماً". 

تتيح هذه المواد مساراً لتصميم حواسيب كمية أسرع قادرة على معالجة مشكلات تتجاوز قدرات الأنظمة الحالية، إلى جانب تطوير محفزات كيميائية أكثر كفاءة لإنتاج الوقود والأدوية والمواد الصناعية.

آفاق جديدة للعلوم الأساسية وتطبيقات العالم الحقيقي

ويشير الدكتور مارسيلو كورودا من قسم الفيزياء إلى أن هذا البحث "يفتح آفاقاً جديدة للعلوم الأساسية وتطبيقات العالم الحقيقي"، بينما يؤكد الدكتور كونستانتين كليوكين من هندسة المواد أن "التحكم في الإلكترونات الحرة قد يُغيّر مستقبل الحوسبة والتصنيع معاً". 

تميز هذا الابتكار أيضاً بتجاوزه لعقبة رئيسية واجهت الأبحاث السابقة، إذ كانت الإلكتريدات القديمة غير مستقرة ويصعب إنتاجها، أما الآن فقد نجح الفريق في ترسيبها مباشرة على أسطح صلبة قابلة للتطوير الصناعي.