Ученые научились перемещать объекты, используя силу света
Что, если космический корабль сможет путешествовать по всей солнечной системе, приводимый в движение и ускоряющийся только при помощи света? Такова цель новых исследований ученых Калифорнийского Технологического Института (Caltech).
Исследователи разработали способ левитации и перемещения объектов, используя только свет, путем нанесения определенных наноузоров на их поверхности. Ученые получили возможность перемещать и манипулировать крошечными объектами с помощью «оптического пинцета».
«Пинцет» перемещает объекты с помощью излучающего давления узко сфокусированного луча лазерного света. Пока этот замечательный инструмент может перемещать только очень маленькие объекты на очень ограниченное расстояние.
Исследователь Огнен Илич, один из руководителей исследования, приводит такую аналогию: «Можно поднять шарик для пинг-понга, используя постоянный поток воздуха из фена. Но это не сработало бы, если бы шарик для пинг-понга был слишком большим или если бы он был расположен слишком далеко от фена и так далее».
Новое исследование нацелено на то, чтобы найти способы перемещать объекты разных размеров и форм, используя только лучи света. Хитрость заключается в создании очень специфических узоров на поверхности объекта.
Эти наноструктуры взаимодействуют со светом таким образом, что объект продолжает «выравниваться» при воздействии на него светом, за счет восстанавливающего момента, создающего подъемную силу.
Это означает, что объект может сохранять стабильность и не полагаться на узко сфокусированные лучи. Рисунки могут быть рассчитаны даже на то, что источник света находится на расстоянии миллионов километров от объекта.
«Мы придумали метод, который может заставить макроскопические объекты левитировать», — говорит Этуотер, который является директором Объединенного центра искусственного фотосинтеза.
«Существует дерзкая идея применения этой технологии в качестве движителя космического корабля нового поколения. На самом деле ученые еще очень далеки от воплощения, и пока идет процесс проверки принципов».
Это исследование выдвигает концептуальную теорию того, как космический корабль может обеспечиваться энергией для движения при помощи лазерного луча с Земли, направленного через космическое пространство. Корабль не должен будет нести на борту топливо, что позволит развивать релятивистские скорости и, возможно, путешествовать к другим звездам.
Космические корабли, которые не нуждаются в топливе, станут огромным стимулом для реализации идеи создания в будущем космических колоний. Корабли без топлива можно использовать для межпланетных путешествий или в качестве разведывательных аппаратов.
Разработчики технологий также изучают способы, с помощью которых можно было бы использовать эти технологии для быстрого производства сверхмалых объектов, таких как печатные платы.
23.03.2019 9:35
