Fysikere er i stand til at beregne den kraft, som lyset udøver på stof

I lang tid, omkring 150 år eller deromkring, har vores forskere vidst det lys udøver pres på det materiale, det interagerer med. Desværre og tilsyneladende er det sådan, det er blevet officielt offentliggjort, indtil nu vidste vi ikke en metode, hvormed vi kunne måle denne styrke.

Problemet bag al denne forskning er, at en foton som sådan ikke har nogen masse, men den har momentum, og som du helt sikkert tænker, udøver dette momentum en kraft på det objekt, som det interagerer med. Denne hypotese blev formuleret omkring 1619 af den tyske astronom og matematiker Johannes Kepler.

Keppler var den første til at tale om det pres, som lyset udøver på stof

At gå lidt mere i detaljer, især hvis du vil høre denne teori, er den formuleret i afhandlingen Af Cometi og takket være den samme Johannes Kepler var i stand til at forklare årsagen til, at sollyset er årsagen, når man udøver pres, at halen på enhver komet bevæger sig altid væk fra selve Solens placering.

Interessant nok var det først i 1873, at den skotske fysiker James Clerk Maxwell formulerede sig En afhandling om elektricitet og magnetisme at dette skyldtes impuls. I deres undersøgelse blev det antaget, at lyset skal være en form for elektromagnetisk stråling, der bærer fart og udøver tryk. Som en detalje, fortæl dig, at dette arbejde tjente som et grundlæggende grundlag for Einsteins senere arbejde med relativitet.

Som ingeniøren for nylig kommenterede Kenneth chau fra Okanagan-campus ved University of British Columbia (Canada):

Indtil nu havde vi ikke bestemt, hvordan dette momentum bliver til kraft eller bevægelse. Dette skyldes, at mængden af ​​impuls, der bæres af lys, er meget lille, og vi ikke har følsomt udstyr til at løse dette problem.

I øjeblikket har mennesket ikke den nødvendige teknologi til direkte at måle den impuls, der udøves af lys, når det rammer en genstand

Fordi vi på teknisk niveau ikke har den nødvendige teknologi til at måle denne impuls, besluttede holdet af fysikere og ingeniører at bygge en enhed, der gjorde brug af et spejl til at måle den stråling, der udøves af fotoner. Ideen er at skyde laserimpulser mod spejlet, så det returnerer en række elastiske bølger, der bevæger sig over overfladen og detekteres af en række akustiske sensorer.

Med ordene fra Kenneth chau:

Vi kan ikke direkte måle fotonets momentum, så vores tilgang var at opdage dens virkning i et spejl. 'hører efter'de elastiske bølger, der gik igennem det. Vi var i stand til at spore egenskaberne ved disse bølger ned til det momentum, der ligger i selve lysimpulsen, som åbner døren til endelig at definere og modellere, hvordan lysmomentet eksisterer inden for materialer.

Der er stadig meget arbejde fremad, selvom mulighederne for denne forskning er mange

I øjeblikket er der stadig meget arbejde, der skal udføres for med sikkerhed at vide, hvor langt en undersøgelse som denne kan tage os, selv om den ifølge de mennesker, der arbejder i den, kunne bruges til at forbedre solsejlteknologi, en fremdrivningsmetode uden en motor til rumfartøjer, der nøjagtigt ville bruge det tryk, der udøves af solens stråling på sejlet i stedet for vind.

På den anden side kan vi med sikkerhed vide det tryk, som lyset kan tilbyde på det objekt, det falder på, hjælpe os med at få bygget bedre optiske pincet, en metode, der i dag bruges til at fange og manipulere utroligt små partikler. For at få en idé om størrelsen, der manipuleres med denne teknik, skal du fortælle dig, at vi taler om skalaer af et enkelt atom.

Ved Kenneth chau:

Vi er ikke der endnu, men opdagelse i dette arbejde er et vigtigt skridt, og jeg er begejstret for at se, hvor det fører os videre.