Reklama

Siła światła. Optyczna siła nośna

Naukowcy amerykańscy udowodnili, że możliwe jest uzyskanie „fotonowej siły nośnej”. Rezultaty badań amerykańskich fizyków są szczególnie obiecujące dla konstruktorów napędu statków kosmicznych

Aktualizacja: 08.12.2010 21:11 Publikacja: 08.12.2010 17:50

Siła światła. Optyczna siła nośna

Foto: Fotorzepa, Danuta Matłoch Danuta Matłoch

Świetną analogią może być siła nośna wykorzystywana w lotnictwie. Powstaje w wyniku przepływu strug powietrza wokół skrzydeł samolotu o specjalnym profilu. Maszyna wielokrotnie cięższa od powietrza jest w stanie p oderwać się od ziemi. Pamiętając o nieporównywalnej skali, podobny efekt można uzyskać odpowiednio manipulując przepływem promieni świetlnych. I tu potrzebny jest specjalny profil. Naukowcy uzyskali go przecinając wzdłuż cieńsze od włosa włókno szklane.

Zespół kierowany przez Grovera Swarzlandera z Rochester Institute of Technology w USA, najpierw sporządził komputerową symulację, a następnie sprawdził działanie modelu w praktyce. Wyniki doświadczenia naukowcy opisali w najnowszym wydaniu magazynu „Nature Photonics”.

Każdy foton - najmniejsza porcja światła - niesie ze sobą określoną energię. Szklane włókno o odpowiednim kształcie może zsumowaną energię wielu fotonów wykorzystać.

Ciśnienie promieniowania światła naszej gwiazdy jest już wykorzystywane do napędu eksperymentalnych sond kosmicznych wyposażonych w „ słoneczne żagle”.

— Nikt dotąd nie myślał o wykorzystaniu tej energii za pomocą profilowania światła w podobny sposób, jak korzystamy z przepływającego powietrza wokół śmigła czy skrzydła samolotu - powiedział Grover Swarzlander.

Reklama
Reklama

W modelowaniu graficznym — ku zdziwieniu naukowców — siła nośna fotonów pojawiała się niezależnie od kąta ustawienia profilu — połówki walca szklanego włókienka. Uzyskany za pomocą symulacji komputerowej model naukowcy chcieli sprawdzić w praktyce. Cieńszą od włosa połówkę walca umieścili pod wodą i przepuścili prostopadle wiązkę światła laserowego. Okazało się że wynik doświadczenia potwierdził wcześniejsze symulacje. Naukowcy uzyskali „optyczną siłę nośna”. Sami byli zaskoczeni, że nikt przed nimi nie wpadł na tak prosty pomysł, choć mechanizm fizyczny jest znany od lat.

— Oni przeprowadzili eksperyment, który pokazał działanie sił o których wiedzieliśmy, ale także podkreślili efekt ich wzmocnienia — powiedział BBC News prof. Ortwin Hess z Imperial College London. — Ta „optyczna siła nośna ” to świetna analogia.

Problemem ze słonecznymi żaglami jest rozproszenie energii fotonów w taki sposób, że nie zawsze działają w pożądanym kierunku. Zespół amerykańskich fizyków zapowiedział dalsze eksperymenty na poziomie mikroskopowym.

Nauka
Naukowcy wskazują na zaskakującą przyczynę epidemii dżumy. „Jedna z największych katastrof ludzkich”
Nauka
Przełomowe badania DNA zaprzeczają popularnej teorii. Chodzi o ewolucję Homo sapiens
Nauka
Po co robotnice zabijają własne poczwarki? Niezwykłe zachowanie mrówek
Nauka
Ostatnia superpełnia w tym roku już niedługo. Kiedy obserwować Zimny Księżyc?
Materiał Partnera
Radio na laser i opary rubidu. Kwantowy wynalazek fizyków z UW
Materiał Promocyjny
Działamy zgodnie z duchem zrównoważonego rozwoju
Reklama
Reklama
REKLAMA: automatycznie wyświetlimy artykuł za 15 sekund.
Reklama
Reklama