В Калтехе научились поднимать крупномасштабные объекты при помощи света - Naked ScienceNaked Science
19 марта
5 минут
Naked Science
26

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.

Вчера, 09:04
4 минуты
Сергей Васильев

Грузинский ученый предположил существование крошечных, способных к самокопированию зондов, с помощью которых высокоразвитая цивилизация могла бы исследовать и осваивать Галактику.

Вчера, 12:55
9 минут
ФизТех

Международная команда ученых оценила сколько людей в мире болеют и умирают от рака, каково число лет жизни прожитых больными с онкологией или потерянных вследствие преждевременной смерти, какие из видов рака наиболее распространены, а какие уносят наибольшее число жизней, и насколько рак сопоставим с другими болезнями.

Вчера, 22:39
5 минут
Мария Назарова

Простая анимация доказывает, что сверхсветовые корабли оказались бы бесполезными в реальности.

Вчера, 09:04
4 минуты
Сергей Васильев

Грузинский ученый предположил существование крошечных, способных к самокопированию зондов, с помощью которых высокоразвитая цивилизация могла бы исследовать и осваивать Галактику.

Вчера, 12:55
9 минут
ФизТех

Международная команда ученых оценила сколько людей в мире болеют и умирают от рака, каково число лет жизни прожитых больными с онкологией или потерянных вследствие преждевременной смерти, какие из видов рака наиболее распространены, а какие уносят наибольшее число жизней, и насколько рак сопоставим с другими болезнями.

9 октября
5 минут
Илья Ведмеденко

Ракета получила название ракете : в качестве носителя для нее рассматривают фронтовой бомбардировщик Су-24М, истребитель Су-27 и другие крылатые машины.

Вчера, 09:04
4 минуты
Сергей Васильев

Грузинский ученый предположил существование крошечных, способных к самокопированию зондов, с помощью которых высокоразвитая цивилизация могла бы исследовать и осваивать Галактику.

Вчера, 12:55
9 минут
ФизТех

Международная команда ученых оценила сколько людей в мире болеют и умирают от рака, каково число лет жизни прожитых больными с онкологией или потерянных вследствие преждевременной смерти, какие из видов рака наиболее распространены, а какие уносят наибольшее число жизней, и насколько рак сопоставим с другими болезнями.

27 сентября
57 минут
Александр Березин

Глобальное потепление имеет не только негативные последствия: оно заметно снизило смертность среди людей и увеличило биомассу в дикой природе, запустив процесс глобального озеленения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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