في عام 1830 تم اكتشاف معدن البيروفسكيت النادر في روسيا، وظهر للعلماء مؤخراً أنّ هذا المعدن قد يحمل كلمة السر في زيادة سرعات الإنترنت الحالية 1,000 مرة تقريباً.
المعدن الذي يُطلق عليه perovskite البيروفسكيت يحمل مجموعة مميزة من الخصائص التي لم يدركها العلماء حتى وقت قريب.
بيروفسكيت أو CaTiO3 هو معدن كالسيوم أكسيد التيتانيوم، ويكمن السحر في قدرة هذا المعدن على أن يحتوي العديد من الكاتيونات المختلفة في هيكلها المادي، مما يعطي المهندسين القدرة على تعديل المعدن بالشكل الذي يرونه مناسباً.
وعلى الرغم من معرفة العلماء بوجود هذا المعدن لسنوات طويلة -اكتشف في جبال الأورال في روسيا عام 1830- إلا أن الباحثون لايزالون يتعرفون على خصائص مفيدة لهذا المعدن.
تم العثور على البيروفسكيت في طبقات من الأرض، ويتم تعدينه حالياً في عدّة دول مثل أركنساس في الولايات المتحدة، وجبال الأورال في روسيا، وسويسرا، والسويد، وألمانيا.
كل مجموعة من هذا المعدن لديها تركيب كيميائي مختلف قليلاً، مما يسمح بوجود خصائص فيزيائية مختلفة.
واحدة من هذه السمات المفيدة التي اكتشفت في عام 2009، هي قدرة البيروفسكيت على امتصاص أشعة الشمس وتوليد الكهرباء، في شكل طبيعي من الخلايا الضوئية (الخلايا الشمسية)، ويجري حالياً تطوير المعدن لاستخدامه في الخلايا الشمسية، والشاشات، والمحولات الحفازه.
الجيل التالي من نقل بيانات التيراهرتز
مؤخراً، اكتشف العلماء قدرة هذا المعدن على استخدام أطياف التيراهرتز في نقل البيانات، والنوع المستخدم من البيروفسكيت هذا يكون عضوي وغير عضوي على حد سواء، ويمكن أن يصبح طبقات رقيقة على رقاقة السليكون.
القدرة الفريدة لهذا النظام هو استخدام الضوء بدلاً من الكهرباء في نقل البيانات، مما يتيح سرعات نقل أسرع 1,000 مرة تقريباً من التقنية الموجودة حالياً.
ويقع نطاق التيراهرتز بين ضوء الأشعة تحت الحمراء (الإنفرا) وتردد الراديو (100 إلى 10,000 جيجاهرتز). بينما أغلب نطاقات الهواتف الذكية هذه الأيام أقصاها 2.4 جيجاهرتز.
يمكن للبيروفسكيت المشكل في طبقات أن ينقل البيانات من خلال موجات الضوء في نطاق التيراهرتز باستخدام مصباح هالوجين بسيط.
فقد وجد فريق الباحثين أنّه يمكن تعديل موجات التيراهرتز أثناء مرورها من خلال البيروفسكيت باستخدام مصباح الهالوجين، وسمح هذا للفريق بترميز البيانات في هذه الموجات ونقلها أسرع من عمليات نقل البيانات التقليدية 1,000 مرة.
ويستند هذا البحث على الاكتشاف السابق من موجات التحوير في البيروفسكيت، لكن التقنية هذه كانت مكلفة للغاية بسبب الليزر باهظ الثمن الذي يدخل في العملية، مما جعل من الصعب استخدامها تجارياً.
لكن مع الاكتشاف الجديد يتم استخدام لمبات الهالوجين البسيطة الغير مكلفة، كما وجد الفريق أنّ بإمكانهم تحديد لون الضوء لتعديل البيانات في وقت واحد على ترددات مختلفة.
لذا فإنّ الاكتشاف الجديد لن يساعد على تسريع نقل البيانات فقط، بل أيضاً يمكن من نقل بيانات متعددة في نفس الوقت.
هذا الاختراق التقني الجديد يفتح الباب أمام استخدام نقل البيانات بالتيراهرتز في الجيل الجديد من الحوسبة والاتصالات، وكل هذا بتكلفة تسمح بالاستخدام التجاري.
لسوء الحظ، سيكون علينا الانتظار عشر سنوات أخرى على الأقل حتى تصبح هذه التقنية جاهزة للاستخدام تجارياً وفقاً للباحثين.
