Fizycy potrafią obliczyć siłę, jaką światło wywiera na materię

Nasi naukowcy wiedzieli o tym od dawna, mniej więcej 150 lat światło wywiera nacisk na materię, z którą oddziałuje. Niestety i najwyraźniej tak została oficjalnie opublikowana, do tej pory nie znaliśmy metody, za pomocą której moglibyśmy zmierzyć tę siłę.

Problemem stojącym za wszystkimi tymi badaniami jest to, że foton jako taki nie ma masy, ale ma pęd i, jak z pewnością myślisz, ten pęd wywiera siłę na obiekt, z którym oddziałuje. Hipoteza ta została sformułowana około 1619 roku przez niemieckiego astronoma i matematyka Johannesa Keplera.

Keppler jako pierwszy mówił o ciśnieniu, jakie światło wywiera na materię

Wchodząc nieco bardziej szczegółowo, zwłaszcza jeśli chcesz zapoznać się z tą teorią, została ona sformułowana w traktacie Cometi i dzięki temu samemu Johannesowi Keplerowi był w stanie wyjaśnić powód, dla którego światło słoneczne jest przyczyną wywierania nacisku, że ogon komety zawsze oddala się od położenia samego Słońca.

Co ciekawe, dopiero w 1873 roku sformułował w nim szkocki fizyk James Clerk Maxwell Traktat o elektryczności i magnetyzmie że było to spowodowane impulsem. W ich badaniu przyjęto, że światło musiało być formą promieniowania elektromagnetycznego, które przenosi pęd i wywiera nacisk. Jako szczegół powiedz, że ta praca posłużyła jako podstawa późniejszej pracy Einsteina nad względnością.

Jak niedawno skomentował inżynier Kenneth chau z kampusu Okanagan University of British Columbia (Kanada):

Do tej pory nie ustaliliśmy, jak ten pęd zamienia się w siłę lub ruch. To wszystko dlatego, że ilość impulsów przenoszonych przez światło jest bardzo mała i nie mamy wystarczająco czułego sprzętu, aby rozwiązać ten problem.

W chwili obecnej człowiek nie posiada niezbędnej technologii do bezpośredniego pomiaru impulsu wywieranego przez światło, gdy uderza w obiekt

Ponieważ na poziomie technicznym nie mamy niezbędnej technologii do pomiaru tego impulsu, zespół fizyków i inżynierów postanowił zbudować urządzenie, które zastosowanie lustra do pomiaru promieniowania emitowanego przez fotony. Pomysł polega na wystrzeliwaniu impulsów laserowych w lustro, tak aby zwracało serię fal sprężystych, które poruszają się po jego powierzchni i są wykrywane przez szereg czujników akustycznych.

Słowami Kenneth chau:

Nie możemy bezpośrednio zmierzyć pędu fotonu, więc naszym podejściem było wykrycie jego efektu w lustrze ”.słuchanie„fale elastyczne, które przez nią przeszły. Udało nam się prześledzić charakterystykę tych fal aż do pędu zawartego w samym impulsie świetlnym, który otwiera drzwi do ostatecznego zdefiniowania i modelowania sposobu, w jaki pęd światła istnieje w materiałach.

Przed nami jeszcze wiele pracy, choć możliwości, jakie dają te badania, są liczne

W tej chwili jest jeszcze wiele do zrobienia, aby dowiedzieć się z całą pewnością, jak daleko może nas zaprowadzić takie dochodzenie, chociaż zdaniem ludzi, którzy w nim pracują, może służyć ulepszyć technologię żagli słonecznych, metoda napędu statku kosmicznego bez silnika, która precyzyjnie wykorzystywałaby ciśnienie wywierane przez promieniowanie słoneczne na żagiel zamiast wiatru.

Z drugiej strony, znajomość z całą pewnością nacisku, jaki światło może wywierać na przedmiot, na który pada, może nam pomóc zbuduj lepsze pęsety optyczne, metoda, która jest dziś używana do zatrzymywania i manipulowania niewiarygodnie małymi cząstkami. Aby zorientować się w wielkości manipulowanej tą techniką, powiedz, że mówimy o skalach pojedynczego atomu.

Przez Kenneth chau:

Jeszcze nas tam nie ma, ale odkrycie w tej pracy jest ważnym krokiem i nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, dokąd nas to zaprowadzi.