Левитировать объекты светом

Концептуальная иллюстрация объекта с нано-узором, переориентирующегося на то, чтобы оставаться в луче света. Предоставлено: любезно предоставлено лабораторией Atwater.

Исследователи из Калифорнийского технологического института разработали способ левитации и продвижения объектов, используя только свет, создавая специфические наноразмерные узоры на поверхностях объектов.

Хотя эта работа все еще теоретическая, эта работа является шагом к разработке космического корабля, который сможет достичь ближайшей планеты за пределами нашей солнечной системы за 20 лет, приводиться в действие и ускоряться только светом.

Статья, описывающая исследование, появилась в Интернете в номере журнала Nature Photonics от 18 марта. Исследование было выполнено в лаборатории Гарри Атватера, профессора прикладной физики и материаловедения Говарда Хьюза в отделе инженерных и прикладных наук Калифорнийского технологического института.

Десятилетия назад разработка так называемых оптических пинцетов позволила ученым перемещать и манипулировать крошечными объектами, такими как наночастицы, используя радиационное давление от резко сфокусированного луча лазерного света. Эта работа легла в основу Нобелевской премии по физике 2018 года. Однако оптический пинцет способен манипулировать только очень маленькими предметами и только на очень коротких расстояниях.

Огнен Илич, доктор наук и первый автор исследования, приводит 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 это было слишком далеко от фена и так далее. «

Благодаря этому новому исследованию объекты разных форм и размеров — от микрометров до метров — могут управляться световым лучом. Ключ заключается в создании определенных наноразмерных узоров на поверхности объекта. Эта структура взаимодействует со светом таким образом, что объект может выровнять себя при возмущении, создавая восстанавливающий момент, чтобы удерживать его в луче света. Таким образом, вместо того, чтобы требовать высокофокусированных лазерных лучей, структура объектов предназначена для «кодирования» их собственной устойчивости. Источник света также может быть за миллионы миль.

«Мы придумали метод, который может левитировать макроскопические объекты», — говорит Этуотер, который также является директором Объединенного центра искусственного фотосинтеза. «Существует дерзко интересное приложение, чтобы использовать эту технику в качестве средства для движения космического корабля нового поколения. Мы на самом деле далеки от этого, но мы находимся в процессе проверки принципов».

Теоретически, этот космический корабль может быть структурирован наноразмерными структурами и ускорен лазерным лучом Земли . Без необходимости нести топливо, космический корабль может достигать очень высоких, даже релятивистских скоростей и, возможно, путешествовать к другим звездам.

Компания Atwater также предполагает, что эта технология может быть использована здесь, на Земле, для обеспечения быстрого производства объектов меньшего размера, таких как печатные платы.

Статья озаглавлена ​​«Самостабилизирующаяся фотонная левитация и движение наноструктурированных макроскопических объектов». Финансирование осуществлялось Управлением научных исследований ВВС.

Источник Информации: https://phys.org/news/2019-03-levitating.html#jCp

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...