Fyzici jsou schopni vypočítat sílu, kterou světlo vyvíjí na hmotu

Naši vědci to už dlouho, asi 150 let, věděli světlo vyvíjí tlak na hmotu, se kterou interaguje. Bohužel a zjevně to tak bylo oficiálně zveřejněno, až dosud jsme neznali metodu, pomocí které bychom mohli tuto sílu měřit.

Problémem celého tohoto výzkumu je, že foton jako takový nemá žádnou hmotu, ale má hybnost a jak si jistě myslíte, tato hybnost vyvíjí sílu na objekt, s nímž interaguje. Tuto hypotézu formuloval kolem roku 1619 německý astronom a matematik Johannes Kepler.

Keppler byl první, kdo hovořil o tlaku, který světlo vyvíjí na hmotu

Pokud jde o trochu podrobněji, zvláště pokud se chcete podívat na tuto teorii, je to formulováno v pojednání Od Cometi a díky tomu Johannes Kepler dokázal při vyvíjení tlaku vysvětlit důvod, proč je sluneční světlo příčinou ocas jakékoli komety se vždy pohybuje pryč od umístění samotného Slunce.

Je zajímavé, že až v roce 1873 formuloval skotský fyzik James Clerk Maxwell Pojednání o elektřině a magnetismu že to bylo kvůli impulsu. V jejich studii se předpokládalo, že světlo musí být formou elektromagnetického záření, které přenáší hybnost a vyvíjí tlak. Jako detail vám řeknu, že tato práce sloužila jako základní základ pro Einsteinovu pozdější práci o relativitě.

Jak nedávno uvedl inženýr Kenneth chau z kampusu Okanagan University of British Columbia (Kanada):

Až dosud jsme neurčovali, jak se tato hybnost změní v sílu nebo pohyb. To je vše, protože množství impulsu neseného světlem je velmi malé a nemáme dostatečně citlivé vybavení, abychom tento problém vyřešili.

V tuto chvíli lidská bytost nemá potřebnou technologii k přímému měření impulsu vyvíjeného světlem, když narazí na předmět

Protože na technické úrovni nemáme potřebnou technologii k měření tohoto impulsu, rozhodl se tým fyziků a inženýrů postavit zařízení, které použití zrcadla k měření záření vyvíjeného fotony. Cílem je vystřelit laserové impulsy na zrcadlo tak, aby vracelo řadu elastických vln, které se pohybují po jeho povrchu a jsou detekovány řadou akustických senzorů.

Podle slov Kenneth chau:

Nemůžeme přímo měřit hybnost fotonu, takže naším přístupem bylo detekovat jeho účinek v zrcadle. “escuchando„elastické vlny, které jím procházely. Byli jsme schopni vystopovat charakteristiky těchto vln až k hybnosti, která spočívá v samotném světelném pulsu, což otevírá dveře, abychom konečně definovali a modelovali, jak hybnost světla v materiálech existuje.

Je před námi ještě spousta práce, i když možností, které tento výzkum nabízí, je mnoho

V tuto chvíli zbývá ještě hodně práce, abychom věděli, jak daleko nás takové vyšetřování může zavést, i když podle lidí, kteří v něm pracují, by to mohlo být použito vylepšit technologii solárních plachet, způsob pohonu bez motoru pro kosmickou loď, který by místo větru používal přesně tlak vyvíjený slunečním zářením na plachtu.

Na druhou stranu nám může pomoci s jistotou vědět, jaký tlak může světlo poskytnout na objekt, na který dopadá získejte lepší optické pinzety, metoda, která se dnes používá k zachycení a manipulaci s neuvěřitelně malými částicemi. Chcete-li získat představu o velikosti, kterou se touto technikou manipuluje, řekněte vám, že mluvíme o stupnicích jednoho atomu.

Podle Kenneth chau:

Ještě tam nejsme, ale objev v této práci je důležitým krokem a jsem nadšený, že vidím, kam nás posune dál.