Реальный телекинез: лазер перемещает макрообъекты
У света есть и энергия, и импульс, которые можно использовать для различных типов оптических манипуляций, таких как левитация и телекинез. Например, оптический пинцет — давно и широко используемый научный инструмент. Он с помощью лазера может захватывать и удерживать микрообъекты, например, атомы или клетки. В течение последних десяти лет ученые работали над лазерным лучом, который мог бы притягивать макрообъекты.
«В предыдущих исследованиях сила притяжения света была слишком мала, чтобы сдвинуть макроскопический объект», — сказал ведущий автор работы Лей Ван из Университета науки и технологий Циндао в Китае. — «В нашем случае сила притяжения света имеет гораздо большую амплитуду. Она на три порядка больше, чем световое давление, используемое для управления солнечным парусом, который толкают фотоны».
«Наша методика обеспечивает бесконтактный метод притяжения на больших расстояниях», — сказал Ван. — «Среда разреженного газа, которую мы использовали для демонстрации, похожа на атмосферу Марса. Следовательно, у нее может быть потенциал для управления транспортными средствами или самолетами на этой планете».
На видео показано крутильное маятниковое устройство, изготовленное из композитной структуры графен-SiO2. При облучении лазером маятник поворачивается к свету.
Сила света
В своей работе исследователи разработали композитную структуру графен-SiO2. При облучении лазером структура создает обратную разницу температур, то есть сторона, дальняя от лазера, нагревается сильнее.
Когда объекты, изготовленные из композитной структуры, облучаются лазерным лучом, молекулы газа на дальней стороне получают больше энергии и толкают объект к источнику света. Сочетание этого эффекта с низким давлением в разреженной среде позволило исследователям получить силу тяги, достаточную для поворота макроскопического объекта.
«Наша работа демонстрирует, что гибкое управление макроскопическим объектом с помощью лазера вполне возможно, когда взаимодействия между светом, объектом и средой тщательно контролируются», — говорит Ван. — «Но это показывает и сложность взаимодействия лазера с веществом и то, что многие явления далеки от понимания как на макро-, так и на микроуровне».
Условия эксперимента очень похожи на марсианские. Может быть, как раз на Марсе это устройство и пригодиться