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加州理工学院的研究人员展示了一种只用光就能将物体推进到高速的理论方法

发布2019年3月20日

在一个出现在3月18日的杂志上自然光子学,研究人员从加州理工学院演示一种理论方法,通过在微观和宏观物体的表面创建特定的纳米尺度图案,使其悬浮。

这项研究是在加州理工学院工程与应用科学部应用物理与材料科学霍华德休斯教授哈里·阿特沃特的实验室进行的,可能会对下一代航天器推进系统的发展产生影响。

在描述共称为“光镊”这是一种仪器,它可以利用尖锐聚焦激光束的辐射压力来操纵微小物体亚瑟Ashkin2018年诺贝尔奖,这项新研究的第一作者Ognjen Ilic解释了仪器的局限性:

“人们可以用吹风机的稳定气流使乒乓球悬浮起来。但如果乒乓球太大,或者离吹风机太远,等等,这就不起作用了。”

需要高度关注激光推进?当你可以简单地使用光,通过让光源与纳米尺度的表面以一种特定的方式“锁定”它,以确保相关物体(比如航天器)的稳定性时,谁还需要它呢?图片:Kevin Gill viaflickr.com, cc 2.0

另一方面,这种新方法可以允许不同尺度的物体推进,只需要在相关物体的表面装备一种特定的纳米尺度图案,这种图案会与光相互作用,以保持物体在光束中心这样就不需要高度聚焦的激光器了。

根据阿特沃特的说法,这种方法可以用来加速设计用于星际间(甚至是星际间)旅行的超轻型无燃料航天器,甚至可以使用地球上的激光源达到相对论速度,以及为一般的空间探索需求建造激光推进的光帆。

阿特沃特说:“我们已经想出了一种可以使宏观物体悬浮的方法。”“利用这项技术作为新一代宇宙飞船的推进手段是一个大胆而有趣的应用。我们离真正做到这一点还有很长的路要走,但我们正在测试这些原则的过程中。”

来源:摘要caltech.edu

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