Ученые научились двигать предметы светом

    • Би-Би-Си
    • 9 Грудня, 2010, 07:54
    • Розсилка

    Крылья самолета, как известно, опираются на воздух, но, как выяснили ученые, подобную роль способен играть и свет. Этот эффект был впервые продемонстрирован в ходе эксперимента с использованием крошечных стеклянных палочек.

    Эксперимент, описанный в журнале Nature Photonics, свидетельствует о том, что аэродинамические принципы применимы к давлению, которое оказывает световое излучение. Это исследование представляет практический интерес для разработчиков так называемого «солнечного паруса» - двигателя космического корабля, основанного на использовании энергии света.

    Каждый фотон несет собственный волновой момент, и, как утверждают авторы исследования, когда свет проникает сквозь какой-либо материал, возникает «светодинамический» эффект, похожий на аэродинамический.

    Это давление, оказываемое световым излучением, уже давно интересует разработчиков космических кораблей, поскольку теоретически «солнечный парус» дает возможность создавать не нуждающиеся в бортовом топливе аппараты для путешествий в глубины космоса.

    Но как говорит исследователь Технологического университета Рочестера Гровер Шварцландер, до сих пор никто не думал о том, что в случае со светом применим принцип, похожий на тот, что используется в аэродинамике.

    Группа ученых Технологического университета Рочестера поначалу использовала компьютерную симуляцию это процесса, в котором роль «крыла» играли полуцилиндрические стеклянные палочки. Исследователи хотели понять, что происходит, когда через эти палочки проходит поток несфокусированного света. Они обнаружили, что в ходе компьютерного эксперимента стеклянные палочки не только поднимаются, но и разворачиваются, ориентируясь в определенной плоскости.

    После этого ученые провели эксперимент с настоящими стеклянными палочками тоньше человеческого волоса, опущенными в воду, через которую проходил луч лазера. Палочки вели себя точно также же, как и их виртуальные аналоги в ходе компьютерной симуляции.

    Учитывая, что эффект давления светового излучения был известен давно, самое удивительное то, что до сих пор никто не пришел к идее «оптического подъема» по принципу самолетного крыла. «Они провели эксперименты с использованием оптической энергии, о которой было хорошо известно. Но использовали они ее таким образом, что результатом стало коллективное движение объектов», - говорит исследователь Имперского колледжа в Лондоне Ортвин Хесс. По его мнению, результаты эксперимента имеют важное практическое значение. «Одна из проблем «солнечного паруса» в том, что он не всегда повернут нужным образом. Поэтому самокоррекция его элементов была бы большим шагом вперед», - объясняет Хесс.

    Этот эффект также интересует ученых, работающих с еще меньшими объектами, чем те, что были использованы в эксперименте.

    Доктор Шварцландер говорит, что его группа продолжит работу по оптимизации «светодинамического» профиля объектов, после чего попробует работать «в микроскопическом режиме», чтобы «попробовать привязывать к ним и двигать мелкие частицы, например биологические ткани».

    Комментарі ()
    1000 символів залишилось
    НАЙПОПУЛЯРНІШЕ