A kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) kutatói kifejlesztettek egy módszert tárgyak emelésére és felgyorsítására egyedül a fény felhasználásával, felületükre speciális nanoméretű minták létrehozásával.
Annak ellenére, hogy a munka továbbra is tisztán elméleti, ez egy lépés egy űrhajó kifejlesztése felé, amely mindössze 20 év alatt elérheti a legközelebbi bolygót a Naprendszeren, és csak fényt használ fel üzemanyagként. A tanulmányt leíró cikk megjelent a Nature Photonics folyóiratban.
Évtizedekkel ezelőtt az úgynevezett optikai csipesz kifejlesztése lehetővé tette a tudósok számára, hogy apró tárgyakat, például nanorészecskéket mozgathassanak és manipulálhassanak egy finoman hangolt lézersugár fénynyomásával. Ez a munka Arthur Ashkinhez vezette a 2018. évi Nobel-fizika díjat. Az optikai csipeszek azonban csak nagyon kis tárgyakat és rendkívül kis távolságra képesek manipulálni.
„A ping-pong labdát állandó levegőárammal lehet felemelni a hajszárítóból” - magyarázza Ognjen Ilic vezető szerző. "De nem működött volna, ha a ping-pong labda túl nagy volt, vagy ha túl messze volt a hajszárítótól és így tovább."
Műszaki optikai anizotropia önstabilizáló manipulációkhoz / Atwater laboratórium.
Az új kutatások szerint a fénysugár különböző alakú és méretű tárgyakat képes manipulálni, mikrométertől méterig. A kulcsa az, hogy a tárgy felületére különleges nanoméretű mintákat hozzunk létre. Ezek a struktúrák olyan módon kölcsönhatásba lépnek a fénnyel, hogy egy tárgy hozzáigazíthatja magát, amikor rá van téve, és helyreállító pillanatot hoz létre a fénysugárban maradáshoz. Az objektumnak nem lesz szüksége pontosan fókuszált lézernyalábokra, mivel a felületén lévő mintákat úgy tervezték, hogy "titkosítsák" a stabilitást. Sőt, a fényforrás millió kilométer távolságra lehet a tárgytól.
"Olyan módszert fejlesztettünk ki, amely képes megemelni a makroszkopikus tárgyakat" - mondja Harry Atwater. - Ez a technika nagyon érdekes módon használható - az űrhajók új generációjának felgyorsítására szolgáló eszközként. Még messze vagyunk a megvalósításuktól, de ezen alapelvek tesztelésének folyamatában vagyunk."
Elméletileg egy ilyen űrhajó bevonható a szükséges nanoméretű szerkezetekkel, majd földi lézerfény segítségével gyorsítható. Ha a fedélzeten nincs üzemanyag, nagyon magas, sőt relativista sebességeket és esetleg más csillagokat is elérhet.
Promóciós videó:
Atwater szerint a technológia felhasználható a Földön sokkal kisebb tárgyak, például nyomtatott áramköri lapok gyors előállítására.
Vladimir Guillen