يستطيع الفيزيائيون حساب القوة التي يبذلها الضوء على المادة

لفترة طويلة ، حوالي 150 عامًا ، عرف علماؤنا ذلك يمارس الضوء ضغطًا على المادة التي يتفاعل معها. لسوء الحظ وعلى ما يبدو ، هكذا تم نشرها رسميًا ، حتى الآن لم نكن نعرف الطريقة التي يمكننا بها قياس هذه القوة.

تكمن المشكلة وراء كل هذا البحث في أن الفوتون في حد ذاته ليس له كتلة ، ولكنه يمتلك زخمًا ، وكما تعتقد على الأرجح ، فإن هذا الزخم يمارس قوة على الجسم الذي يتفاعل معه. تمت صياغة هذه الفرضية حوالي عام 1619 من قبل عالم الفلك والرياضيات الألماني يوهانس كبلر.

كان كيبلر أول من تحدث عن الضغط الذي يمارسه الضوء على المادة

الخوض في المزيد من التفاصيل ، خاصة إذا كنت ترغب في الرجوع إلى هذه النظرية ، فقد تمت صياغتها في الأطروحة بواسطة Cometi وبفضل نفس يوهانس كيبلر كان قادرًا على شرح سبب كون ضوء الشمس هو السبب ، عند ممارسة الضغط ، يتحرك ذيل أي مذنب دائمًا بعيدًا عن موقع الشمس نفسها.

ومن المثير للاهتمام ، أن الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل صاغه حتى عام 1873 رسالة في الكهرباء والمغناطيسية أن هذا كان بسبب الدافع. في دراستهم كان من المفترض أن يجب أن يكون الضوء شكلاً من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يحمل الزخم ويمارس الضغط. كتفصيل ، أخبرك أن هذا العمل كان بمثابة الأساس الأساسي لعمل أينشتاين اللاحق حول النسبية.

كما علق المهندس مؤخرًا كينيث تشاو من حرم أوكاناجان بجامعة كولومبيا البريطانية (كندا):

حتى الآن ، لم نحدد كيف يتحول هذا الزخم إلى قوة أو حركة. هذا كله لأن كمية النبضات التي يحملها الضوء صغيرة جدًا وليس لدينا معدات حساسة كافية لحل هذه المشكلة.

في الوقت الحالي ، لا يمتلك الإنسان التكنولوجيا اللازمة لقياس الدافع الذي يمارسه الضوء عندما يصطدم بجسم ما بشكل مباشر

لأنه على المستوى التقني ليس لدينا التكنولوجيا اللازمة لقياس هذا الدافع ، قرر فريق الفيزيائيين والمهندسين بناء جهاز استخدام مرآة لقياس الإشعاع الصادر عن الفوتونات. تكمن الفكرة في إطلاق نبضات ليزر على المرآة بحيث تعيد سلسلة من الموجات المرنة التي تتحرك عبر سطحها ويتم اكتشافها بواسطة سلسلة من أجهزة الاستشعار الصوتية.

في كلمات كينيث تشاو:

لا يمكننا قياس زخم الفوتون بشكل مباشر ، لذلك كان نهجنا هو اكتشاف تأثيره في المرآة.الاستماع"الموجات المرنة التي مرت بها. تمكنا من تتبع خصائص تلك الموجات إلى الزخم الموجود في نبضة الضوء نفسها ، مما يفتح الباب لتحديد ونمذجة كيفية وجود زخم الضوء داخل المواد.

لا يزال هناك الكثير من العمل في المستقبل ، على الرغم من أن الاحتمالات التي يوفرها هذا البحث كثيرة

في الوقت الحالي ، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لمعرفة على وجه اليقين إلى أي مدى يمكن أن يأخذنا تحقيق مثل هذا ، على الرغم من أنه وفقًا للأشخاص الذين يعملون فيه ، يمكن أن يخدم تحسين تكنولوجيا الشراع الشمسي، وهي طريقة للدفع غير الآلي للمركبة الفضائية التي من شأنها أن تستخدم على وجه التحديد الضغط الذي تمارسه أشعة الشمس على الشراع بدلاً من الرياح.

من ناحية أخرى ، فإن معرفة الضغط الذي يمكن أن يقدمه الضوء على الجسم الذي يسقط عليه على وجه اليقين يمكن أن يساعدنا في ذلك احصل على بناء ملاقط بصرية أفضل، وهي طريقة تُستخدم اليوم لاحتجاز ومعالجة الجسيمات الصغيرة بشكل لا يصدق. للحصول على فكرة عن الحجم الذي يتم التلاعب به بهذه التقنية ، أخبرك أننا نتحدث عن مقاييس ذرة واحدة.

سيجون كينيث تشاو:

لم نصل إلى هناك بعد ، لكن الاكتشاف في هذا العمل يعد خطوة مهمة وأنا متحمس لمعرفة إلى أين سيأخذنا الأمر بعد ذلك.