В Калтехе научились поднимать крупномасштабные объекты при помощи света — Naked Science
19.03.2019
5 минут
Редакция
326

В Калтехе научились поднимать крупномасштабные объекты при помощи света

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Калтех) разработали способ для поднятия и ускорения объектов при помощи одного только света, создавая на их поверхности особые наномасштабные паттерны.

levitatingob1

Несмотря на то что работа пока носит исключительно теоретический характер, это шаг к разработке космического аппарата, который сможет достичь ближайшей планеты за пределами Солнечной системы всего за 20 лет, используя в качестве топлива лишь свет. Статья, описывающая исследование, опубликована в журнале Nature Photonics.

 

Несколько десятилетий назад разработка так называемого оптического пинцета позволила ученым двигать маленькие объекты вроде наночастиц и манипулировать ими при помощи светового давления от точно настроенного луча лазерного света. Эта работа привела Артура Ашкина  к Нобелевской премии по физике 2018 года. Однако оптический пинцет может манипулировать только очень маленькими объектами и на крайне малых расстояниях.

 

«Шарик для пинг-понга можно поднять при помощи постоянного потока воздуха, исходящего из фена, — объясняет ведущий автор исследования Огнен Илич. — Но это бы не сработало, если бы шарик для пинг-понга был слишком большим или если бы он был слишком далеко от фена и так далее».

 

Инженерная оптическая анизотропия для самостабилизирующихся манипуляций / © Atwater laboratory

 

Согласно новому исследованию, луч света может манипулировать объектами разных форм и размеров — от микрометров до метров. Ключ лежит в создании специальных наномасштабных паттернов на поверхности объекта. Эти структуры взаимодействуют со светом таким образом, что объект может выровнять себя при воздействии на него, создавая восстанавливающий момент, чтобы остаться в световом луче. Объекту уже будут не нужны точно сфокусированные лазерные лучи, так как паттерны на его поверхности предназначены для «шифрования» стабильности. Более того, источник света может находиться в миллионах километров от объекта.

 

«Мы разработали метод, который может поднимать макроскопические объекты, — говорит Гарри Этуотер. — Этой технике можно найти очень интересное применение — в качестве средства ускорения космического аппарата нового поколения. Мы еще далеки от того, чтобы это сделать, но находимся в процессе испытания этих принципов».

 

Теоретически на такой космический аппарат можно нанести необходимые наномасштабные структуры, а затем ускорить его при помощи наземного лазерного света. Не имея на своем борту топлива, он сможет достичь очень высоких, даже релятивистских скоростей и, возможно, даже других звезд.

 

По мнению Этуотера, технологию можно применять и на Земле — для быстрого производства намного меньших объектов вроде печатных плат.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

Вчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Позавчера, 13:07
2 минуты
Илья Ведмеденко

Очевидно, Россия ведет разработку новой легкой авиационной ракеты, которую можно будет применять для поражения широкого спектра морских и наземных целей.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: