PHYS ORG: исследователи создали оптический тяговый луч, который тянет макроскопические объекты

Лазеры в науке Комментарии к записи PHYS ORG: исследователи создали оптический тяговый луч, который тянет макроскопические объекты отключены

Исследователи разработали способ использования лазерного света для притягивания макроскопических объектов. Хотя микроскопические оптические тяговые лучи демонстрировались и раньше, это один из первых случаев, когда лазерная тяга используется для более крупных объектов.

Свет содержит энергию и импульс, которые могут быть использованы для различных видов оптических манипуляций, таких как левитация и вращение. Об этом сообщает PHYS ORG.

Оптические пинцеты, например, являются широко используемыми научными инструментами, которые используют лазерный свет для удержания и манипулирования крошечными объектами, такими как атомы или клетки.

В течение последних десяти лет ученые работали над новым типом оптических манипуляций: с помощью лазерного света создать оптический луч-тягач, который может притягивать объекты.

«В предыдущих исследованиях сила притяжения света была слишком мала, чтобы тянуть макроскопический объект. В нашем новом подходе сила притяжения света имеет гораздо большую амплитуду. Фактически, она более чем на три порядка больше, чем давление света, используемое для управления солнечным парусом, который использует импульс фотонов для оказания небольшой толкающей силы», — говорит член исследовательской группы Лей Ванг из Университета науки и технологии Циндао в Китае.

В журнале Optics Express Ванг и его коллеги демонстрируют, что разработанные ими макроскопические композитные объекты из графена-SiO2 могут быть использованы для лазерной тяги в среде разреженного газа. Этот тип среды имеет давление намного ниже атмосферного.

«Наша техника обеспечивает бесконтактное и дальнее протягивание, что может быть полезно для различных научных экспериментов. Среда разреженного газа, которую мы использовали для демонстрации техники, похожа на ту, что существует на Марсе. Поэтому, возможно, в один прекрасный день мы сможем манипулировать транспортными средствами или самолетами на Марсе», — говорит Ванг.

В новой работе исследователи разработали специальную композитную структуру графен-SiO2 специально для лазерного вытягивания. При облучении лазером структура создает обратную разницу температур, то есть сторона, обращенная в сторону от лазера, нагревается сильнее.

Когда объекты, изготовленные из композитной структуры графен-SiO2, облучаются лазерным лучом, молекулы газа на их обратной стороне получают больше энергии и толкают объект к источнику света. Сочетание этого с низким давлением воздуха в среде разреженного газа позволило исследователям получить лазерную силу притяжения, достаточно сильную для перемещения макроскопических объектов.

Используя устройство с крутильным или вращающимся маятником, изготовленное из композитной структуры графен-SiO2, исследователи продемонстрировали явление лазерной тяги так, что это было видно невооруженным глазом. Затем они использовали традиционный гравитационный маятник для количественного измерения силы лазерного притяжения. Длина обоих устройств составляла около пяти сантиметров.

Исследователи предупреждают, что данная работа является лишь доказательством концепции, и что многие аспекты методики потребуют усовершенствования, прежде чем она станет практичной.

Полный текст: https://involta.media/post/phys-org-issledovateli-sozdali-opticheskiy-tyagovyy-luch-kotoryy-tyanet-makroskopicheskie-obekty

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top