Natuurkundigen kunnen de kracht berekenen die licht op materie uitoefent

Dat weten onze wetenschappers al heel lang, zo'n 150 jaar licht oefent druk uit op de materie waarmee het in wisselwerking staat​ Helaas en blijkbaar is het zo officieel gepubliceerd, tot nu toe wisten we geen methode waarmee we deze kracht konden meten.

Het probleem achter al dit onderzoek is dat een foton als zodanig geen massa heeft, maar wel momentum en, zoals je waarschijnlijk denkt, dit momentum een ​​kracht uitoefent op het object waarmee het in wisselwerking staat. Deze hypothese werd rond 1619 geformuleerd door de Duitse astronoom en wiskundige Johannes Kepler.

Keppler was de eerste die sprak over de druk die licht op materie uitoefent

Om iets meer in detail te treden, vooral als je deze theorie wilt raadplegen, wordt deze in de verhandeling geformuleerd Door Cometi en dankzij dezelfde Johannes Kepler kon verklaren waarom het zonlicht bij het uitoefenen van druk de oorzaak is dat de staart van een komeet beweegt zich altijd weg van de locatie van de zon zelf.

Interessant genoeg was het pas in 1873 dat de Schotse natuurkundige James Clerk Maxwell het formuleerde Een verhandeling over elektriciteit en magnetisme dat dit te wijten was aan een impuls. In hun studie werd dat aangenomen licht moet een vorm van elektromagnetische straling zijn geweest die vaart en druk uitoefent​ Vertel u als detail dat dit werk diende als de fundamentele basis voor Einsteins latere relativiteitstheorie.

Zoals de ingenieur onlangs opmerkte Kenneth Chau van de Okanagan-campus van de University of British Columbia (Canada):

Tot nu toe hadden we niet vastgesteld hoe dit momentum in kracht of beweging verandert. Dit komt allemaal doordat de hoeveelheid impulsen die door licht wordt gedragen erg klein is en we niet voldoende gevoelige apparatuur hebben om dit probleem op te lossen.

Op dit moment beschikt de mens niet over de benodigde technologie om direct de impuls te meten die licht uitoefent wanneer het een object raakt

Omdat we op technisch niveau niet over de nodige technologie beschikken om deze impuls te meten, besloot het team van fysici en ingenieurs om een ​​apparaat te bouwen dat dat wel deed het gebruik van een spiegel om de straling van fotonen te meten​ Het idee is om laserpulsen naar de spiegel te schieten, zodat deze een reeks elastische golven retourneert die over het oppervlak bewegen en worden gedetecteerd door een reeks akoestische sensoren.

In de woorden van Kenneth Chau:

We kunnen het momentum van het foton niet direct meten, dus onze aanpak was om het effect in een spiegel te detecteren. 'Escuchando'de elastische golven die er doorheen gingen. We waren in staat om de kenmerken van die golven te traceren tot aan het momentum dat in de lichtpuls zelf verblijft, wat de deur opent om eindelijk te definiëren en te modelleren hoe het momentum van licht in materialen bestaat.

Er is nog veel werk aan de winkel, hoewel de mogelijkheden die dit onderzoek biedt legio zijn

Op dit moment is er nog veel werk aan de winkel om met zekerheid te weten hoever een dergelijk onderzoek ons ​​kan brengen, al zou het volgens de mensen die erin werken gewend kunnen zijn verbetering van zonnezeiltechnologie, een methode van niet-gemotoriseerde voortstuwing voor ruimtevaartuigen die precies de druk gebruikt die door de straling van de zon op het zeil wordt uitgeoefend in plaats van de wind.

Aan de andere kant kan het ons helpen om met zekerheid te weten welke druk het licht kan uitoefenen op het object waarop het valt krijg een betere optische pincet, een methode die tegenwoordig wordt gebruikt om ongelooflijk kleine deeltjes op te vangen en te manipuleren. Om een ​​idee te krijgen van de grootte die met deze techniek wordt gemanipuleerd, vertel je dat we het hebben over schalen van een enkel atoom.

Door Kenneth Chau:

We zijn er nog niet, maar de ontdekking in dit werk is een belangrijke stap en ik ben opgewonden om te zien waar we naartoe gaan.