هناك لحظات في العلم حيث يفعل الضوء أكثر من مجرد الإضاءة؛ إنه يستمع. في المختبرات حيث يتم كسر الصمت فقط من خلال همهمة الأدوات، تتحرك الموجات التي تتجاوز رؤية الإنسان بصبر عبر المادة، حاملة قصصًا مكتوبة ليس بالكلمات ولكن بالهيكل. الأنسجة البيولوجية الرخوة، التي كانت تُعتبر لفترة طويلة متجانسة على مقاييس لطيفة، تكشف عن نفسها بشكل مختلف عندما تلمسها ضوء التيراهيرتز - دقيقة، متعددة الطبقات، ومعقدة بهدوء، مثل قماش مُنسج بنية وليس صدفة.

تدخل المجهرية الصلبة الحساسة للاستقطاب بتيراهيرتز إلى هذا المشهد ليس كاستجواب قسري، ولكن كمراقب حذر. تحتل موجات التيراهيرتز مساحة بين مجالات البصريات والموجات الدقيقة المألوفة، حساسة لتوجه الجزيئات، محتوى الماء، والنظام المجهري. عند دمجها مع تقنيات الغمر الصلب، التي تعزز الدقة المكانية إلى ما وراء الحدود التقليدية، تسمح هذه الطريقة للباحثين باستكشاف الأنسجة الرخوة بوضوح غير عادي. ما يظهر ليس صورة مسطحة، بل منظر معقد حيث يصبح التباين مرئيًا وذو معنى.

داخل العديد من الأنسجة البيولوجية، يوجه التنظيم الداخلي الوظيفة. تتماشى الألياف، وتكدس الطبقات، وتفضل الروابط الجزيئية اتجاهات معينة. تصبح الازدواجية - الخاصية التي يستجيب بها مادة ما بشكل مختلف للضوء المستقطب اعتمادًا على الاتجاه - علامة هادئة على هذا النظام. تكشف المجهرية الحساسة للاستقطاب بتيراهيرتز عن هذه التفضيلات الاتجاهية دون قطع أو صبغ أو تغيير الأنسجة. بدلاً من ذلك، تراقب كيف تبطئ الموجات، وتدور، أو تتحرك أثناء مرورها عبر التغيرات المجهرية، كاشفة عن عدم التجانس الخفي المدفون داخل المادة الرخوة.

تقدم القدرة على رسم خريطة التباين على هذا النطاق أكثر من مجرد أناقة تقنية. قد تتوافق التغيرات في الازدواجية مع التغيرات الهيكلية المرتبطة بالمرض، أو الضغط الميكانيكي، أو الاختلافات التنموية. على عكس طرق التصوير التي تعتمد على عوامل التباين أو الإشعاع عالي الطاقة، تظل استكشافات التيراهيرتز لطيفة، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للعينات البيولوجية الحساسة. تعزز بصريات الغمر الصلب هذه الحساسية أكثر، مما يسمح للباحثين بحل الميزات التي كانت مشوشة سابقًا بسبب الانكسار والمسافة.

مع تراكم الدراسات، تبدأ الأنماط في التكون. تظهر الأنسجة الصحية استجابات استقطاب منظمة، بينما تظهر المناطق المتغيرة أو المضطربة سلوكًا متناقصًا أو غير منتظم. لا تعلن الطريقة عن تشخيص بمفردها، لكنها تضيف طبقة دقيقة من المعلومات - واحدة تكمل طرق التصوير الحالية بدلاً من استبدالها. بهذه الطريقة، تشارك المجهرية بتيراهيرتز في تحول أوسع نحو الملاحظة متعددة الأنماط وغير الجراحية.

تظهر الأعمال التجريبية الأخيرة استمرار تحسين المجهرية الصلبة الحساسة للاستقطاب بتيراهيرتز، مما يحسن الدقة، واستقرار الإشارة، والنماذج التفسيرية. يستكشف الباحثون الآن التطبيقات التي تتراوح من البحث الطبي إلى توصيف المواد، مترجمين بدقة مختبرية إلى رؤى عملية. تظل التقنية قيد التطوير النشط، ومع ذلك فإن قدرتها على كشف الحقائق الهيكلية الهادئة داخل الأنسجة الرخوة أصبحت واضحة بالفعل.

تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي "الصور في هذه المقالة هي رسومات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي تهدف إلى تمثيل المفاهيم العلمية، وليست صورًا حقيقية."

المصادر Nature Photonics, Optics Express, Applied Physics Letters, IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, Physical Review Applied