Вчені навчилися рухати предмети з допомогою світла

2
8 грудня 2010

Цей ефект було вперше продемонстровано в ході експерименту з використанням малесеньких скляних паличок, повідомляє Бі-Бі-Сі.

Експеримент, описаний у журналі Nature Photonics, свідчить про те, що аеродинамічні принципи можна застосовувати до тиску, який спричиняє світлове випромінювання.

Це дослідження становить практичний інтерес для розроблювачів так званого "сонячного вітрила" - двигуна космічного корабля, що базується на використанні енергії світла.

Кожен фотон несе власний хвильовий момент, і, як стверджують автори дослідження, коли світло проникає крізь який-небудь матеріал, виникає "світлодинамічний" ефект, схожий на аеродинамічний.

Цей тиск, що чиниться світловим випромінюванням, уже давно цікавить розробників космічних кораблів, оскільки теоретично "сонячне вітрило" дає можливість створювати апарати, що не мають потреби в бортовому паливі, для подорожей у глибини космосу.

Група вчених Технологічного університету Рочестера спочатку використовувала комп'ютерну симуляцію цього процесу, в якому роль "крила" грали напівциліндричні скляні палички.

Дослідники хотіли зрозуміти, що відбувається, коли через ці палички проходить потік несфокусованого світла.

Вони виявили, що в ході комп'ютерного експерименту скляні палички не тільки піднімаються, але і розвертаються, орієнтуючись у визначеній площині.

Після цього вчені провели експеримент зі справжніми скляними паличками, що тонші за людську волосину і що були опущені у воду, через яку проходив промінь лазера.

Палички поводилися так само, як і їхні віртуальні аналоги в ході комп'ютерної симуляції.

З огляду на, що ефект тиску світлового випромінювання був відомий давно, дивно те, що дотепер ніхто не дійшов ідеї "оптичного підйому" за принципом крила літака.

"Вони провели експерименти з використанням оптичної енергії, про яку було добре відомо. Але використовували вони її таким чином, що результатом став колективний рух об'єктів", - говорить дослідник Імперського коледжу в Лондоні Ортвін Хесс.

На його думку, результати експерименту мають важливе практичне значення.

"Одна з проблем "сонячного вітрила" у тому, що воно не завжди повернено потрібним чином. Тому самокорекція його елементів була б великим кроком уперед", - пояснює Ортвін Хесс.

Доктор Шварцландер говорить, що його група продовжить роботу з оптимізації "світлодинамічного" профілю об'єктів, після чого спробує працювати "у мікроскопічному режимі", щоб "спробувати прив'язувати до них і рухати дрібні часточки, наприклад біологічні тканини".

powered by lun.ua