Forskere ved Californien Institut for Teknologi (Caltech) har udviklet en måde at løfte og accelerere genstande ved hjælp af lys alene og skabe specielle nanoskala-mønstre på deres overflader.
På trods af det faktum, at arbejdet stadig er rent teoretisk, er dette et skridt i retning af at udvikle et rumfartøj, der kun kan nå den nærmeste planet uden for solsystemet på kun 20 år og kun bruge lys som brændstof. En artikel, der beskriver undersøgelsen, blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Photonics.
For flere årtier siden gav udviklingen af såkaldt optisk pincet forskere mulighed for at bevæge og manipulere små genstande som nanopartikler ved hjælp af lystryk fra en fint afstemt stråle af laserlys. Dette arbejde førte Arthur Ashkin til Nobelprisen i fysik 2018. Imidlertid kan optiske pincet kun manipulere meget små genstande og på ekstremt korte afstande.
”En ping-pong-kugle kan løftes med en konstant strøm af luft fra en hårtørrer,” forklarer hovedforfatter Ognjen Ilic. "Men det ville ikke have fungeret, hvis ping-pong-kuglen var for stor, eller hvis den var for langt fra hårtørreren, og så videre."
Teknisk optisk anisotropi til selvstabiliserende manipulation / Atwater laboratorium.
En lysstråle kan manipulere genstande i forskellige former og størrelser, fra mikrometer til meter, ifølge ny forskning. Nøglen ligger i at skabe specielle nanoskala-mønstre på overfladen af objektet. Disse strukturer interagerer med lys på en sådan måde, at et objekt kan justere sig selv, når det udsættes for det, hvilket skaber et genoprettende øjeblik for at forblive i lysstrålen. Objektet behøver ikke længere nøjagtigt fokuserede laserstråler, da mønstrene på dens overflade er designet til at "kryptere" stabilitet. Derudover kan lyskilden være millioner af kilometer fra objektet.
”Vi har udviklet en metode, der kan løfte makroskopiske objekter,” siger Harry Atwater. - Denne teknik kan bruges på en meget interessant måde - som et middel til at fremskynde en ny generation af rumfartøjer. Vi er stadig langt fra at klare det, men vi er i færd med at teste disse principper."
I teorien kunne et sådant rumfartøj overtrækkes med de nødvendige nanoskala-strukturer og derefter accelereres ved hjælp af jordbaseret laserlys. Uden brændstof om bord vil det være i stand til at nå meget høje, endda relativistiske, hastigheder og muligvis endda andre stjerner.
Salgsfremmende video:
I følge Atwater kan teknologien bruges på Jorden til hurtigt at fremstille meget mindre genstande som trykte kredsløbskort.
Vladimir Guillen