زمن الأعاجيب.. البلورات الزمنية تفتح آفاقاً جديدة في فهم الوقت

البلورات الزمنية في صناعة العملات الورقية تمثل نقلة نوعية في مجال علوم المادة والتقنيات الأمنية الحديثة، حيث أثبتت أبحاث حديثة قدرتها على تقديم طبقات مقاومة للتزوير تتميز بأنماط متكررة عبر الزمان والمكان. هذا الابتكار يكشف عن فرص واسعة لاستخدام البلورات الزمنية كوسيلة للتحقق من الأصالة في العملات الورقية بحلول مستقبلية قريبة.

فهم آلية البلورات الزمنية ودورها في صناعة العملات الورقية

البلورات الزمنية هي حالة فريدة من حالات المادة تظهر أنماطًا مكررة عبر الزمن، على نحو يشبه كيفية تكرار الذرات في البلورات التقليدية عبر المكان؛ لكنها تختلف في كونها دائمة التشكّل ومتغيرة بإيقاع معين، دون توقف أو تغير خارجي. لم تكن البلورات الزمنية ظاهرة يمكن ملاحظتها بسهولة في السابق، حيث كانت محصورة في المادة الكمومية المعقدة، إلى أن تمكن فريق في جامعة كولورادو بولدر من ابتكار بلورة زمنية عالية الوضوح يمكن رؤيتها بالعين المجردة تحت شروط مضبوطة، باستخدام بلورات سائلة على شكل قضبان ذات خصائص وسطية بين الحالة السائلة والصلبة. استُخدم الضوء لتحفيز تموجات جزيئية في البلورة السائلة استمرت لساعات وفق إيقاع ثابت ومستقل عن أي قوة خارجية، وهو ما يحقق الشرطين الأساسيين للبلورة الزمنية.

تطوير البلورات الزمنية وأهميتها في مكافحة التزوير

يُعد اكتشاف البلورات الزمنية الكبيرة الحجم، التي تتراوح بين بضعة مليمترات إلى سنتيمترات، خطوة متقدمة في فهم هذه الظاهرة بعمق أكبر، كما يقول يونج-كي كيم، وهو عالم مواد من كوريا الجنوبية. البحث المنشور في مجلة «نيتشر ماتيريالز» يؤكد أن هذه الأنماط المتكررة في البلورات الزمنية يمكن استثمارها في أجهزة مكافحة التزوير، وذلك عبر دمج طبقات رقيقة من هذه البلورات داخل العملات الورقية. فعندما يمر الضوء عبر حزمة من البلورات المختلفة التي تحمل أنماطًا مميزة خاصة بها، لا تنتج تموج واحد بل رمزًا يشبه الباركود ثنائي الأبعاد، ما يجعل إمكانية تزويره معقدة للغاية. ومن هنا، فإن البلورات الزمنية تمثل مستقبلًا واعدًا في تأمين العملات وحماية الوثائق الرسمية.

آليات عمل البلورات الزمنية والتقنيات المستخدمة في رصدها

البلورات الزمنية التي تم تطويرها مؤخرًا تعتمد على غشاء بلوري سائل محصور بين لوحين زجاجيين، حيث يتفاعل الضوء مع جزيئات الصبغة الحساسة للضوء، مما يؤدي إلى تغير اتجاه الجزيئات وانبعاجها داخل البلورة السائلة. يتسبب هذا في حركة متتالية مشابهة لتأثير الدومينو، حيث تتبع الجزيئات بعضها البعض بشكل منسجم يشبه «الموجة المكسيكية» في مدرجات كرة القدم. هذه التشكيلات الملتوية المستقرة تتصرف مثل جسيمات تتفاعل لتولد تموجات يمكن رصدها بوضوح باستخدام مجاهر تنقل الضوء المستقطب، والذي يُبين التموجات على شكل خطوط داكنة وبراقة. وقد حافظت هذه البلورات الزمنية على إيقاعها لساعات رغم التغيرات في درجة الحرارة وشدة الضوء، ويتم تعديل إعداد التجربة لإنشاء أنماط أكبر يمكن رؤيتها بالعين المجردة ولكن بدرجة تباين أقل من الرصد المجهري.

• استغلال قوى بين جزيئية تؤثر في الجزيئات البلورية السائلة
• استخدام ضوء مستقطب لرصد الأنماط الجزيئية
• تسجيل التموجات الزمنية والمحافظة على إيقاعها عبر تغير الظروف

تتغير أنماط البلورات الزمنية عبر المكان والزمان امتزاجًا، مما يجعلها ما يُطلق عليه البلورات الزمانية المكانية؛ وهي قدرة فريدة تفتح المجال أمام استكشاف تأثيرات فيزيائية جديدة قد تقود إلى تطبيقات مبتكرة وغير مسبوقة في مجال الحفاظ على أمن الأوراق المالية والوثائق الهامة. لهذا لا تزال الدراسات متقدمة والمجال مفتوحًا لاستغلال هذه الخاصية بشكل يتماشى مع متطلبات الأمان الحديثة، حيث يرى القائمون على البحث أن هذه التقنية لم تُفرض عليها أشكال محددة بعد، مما يعزز من إمكانية تطويرها في مجالات متعددة ومختلفة.