Fizičari su u stanju izračunati silu koju svjetlost vrši na materiju

Naši naučnici to već dugo, otprilike 150 godina, znaju svjetlost vrši pritisak na materiju s kojom djeluje. Nažalost i očigledno je da je to tako zvanično objavljeno, do sada nismo znali metodu kojom bismo mogli izmjeriti ovu silu.

Problem koji stoji iza svih ovih istraživanja je taj što foton kao takav nema masu, ali ima zamah i, kao što sigurno mislite, ovaj zamah vrši silu na objekt s kojim je u interakciji. Ovu hipotezu je oko 1619. formulisao njemački astronom i matematičar Johannes Kepler.

Keppler je prvi počeo govoriti o pritisku koji svjetlost vrši na materiju

Ulazeći u malo više detalja, posebno ako želite konzultirati ovu teoriju, ona je formulisana u raspravi Napisao Cometi i zahvaljujući istom Johannesu Kepleru je uspio objasniti razlog zašto je sunčeva svjetlost uzrok pritiska rep bilo koje komete uvijek se odmiče od mjesta na kojem se nalazi samo Sunce.

Zanimljivo je da je škotski fizičar James Clerk Maxwell formulirao tek 1873. godine Rasprava o električnoj energiji i magnetizmu da je to bilo zbog impulsa. U njihovoj studiji se pretpostavljalo da svjetlost je morala biti oblik elektromagnetskog zračenja koje nosi zamah i vrši pritisak. Kao detalj, recimo vam da je ovo djelo poslužilo kao temeljna osnova za Einsteinov kasniji rad na relativnosti.

Kao što je inženjer nedavno komentirao Kenneth chau iz kampusa Okanagan sa Univerziteta Britanske Kolumbije (Kanada):

Do sada nismo utvrdili kako će se ovaj zamah pretvoriti u snagu ili kretanje. To je sve zato što je količina impulsa koji nosi svjetlost vrlo mala i nemamo dovoljno osjetljive opreme da riješimo ovaj problem.

U ovom trenutku ljudsko biće nema potrebnu tehnologiju za direktno mjerenje impulsa koji svjetlost stvara kada pogodi predmet

Budući da na tehničkom nivou nemamo potrebnu tehnologiju za mjerenje ovog impulsa, tim fizičara i inženjera odlučio je izraditi uređaj koji je upotreba zrcala za mjerenje zračenja koje vrše fotoni. Ideja je pucati laserskim impulsima u zrcalo tako da ono vraća niz elastičnih valova koji se kreću po njegovoj površini i detektiraju ih nizom akustičnih senzora.

Prema riječima Kenneth chau:

Ne možemo direktno izmjeriti zamah fotona, pa je naš pristup bio otkriti njegov učinak u ogledalu. 'escuchando'elastični valovi koji su prolazili kroz njega. Uspjeli smo pratiti karakteristike tih valova sve do impulsa koji se nalazi u samom svjetlosnom impulsu, što otvara vrata da konačno definiramo i modeliramo kako zamah svjetlosti postoji u materijalima.

Pred nama je još mnogo posla, iako su mogućnosti koje nudi ovo istraživanje brojne

Trenutno je još mnogo posla koji treba obaviti kako bismo sa sigurnošću znali dokle nas može odvesti ovakva istraga, iako bi, prema ljudima koji u njoj rade, mogla biti iskorištena poboljšati tehnologiju solarnih jedra, metoda nemotorizovanog pogona za svemirske letjelice koja bi precizno koristila pritisak koji sunčevo zračenje vrši na jedro umjesto vjetra.

S druge strane, sa sigurnošću možemo znati da pritisak koji svjetlost može pružiti na predmet na koji pada može nam pomoći nabavite bolju optičku pincetu, metoda koja se danas koristi za hvatanje i manipuliranje nevjerovatno malim česticama. Da biste dobili ideju o veličini kojom se manipulira ovom tehnikom, recite vam da govorimo o skalama jednog atoma.

Prema Kenneth chau:

Još nismo tamo, ali otkriće u ovom radu važan je korak i uzbuđen sam kad vidim kamo će nas dalje odvesti.