Физичари су у стању да израчунају силу коју светлост делује на материју

Већ дуго, отприлике 150 година, то знају наши научници светлост врши притисак на материју са којом делује. На несрећу и очигледно је да је тако званично објављено, до сада нисмо знали метод помоћу којег бисмо могли мерити ову силу.

Проблем који стоји иза свих ових истраживања је тај што фотон као такав нема масу, али има замах и, као што вероватно мислите, овај замах врши силу на објекат са којим делује. Ову хипотезу је око 1619. године формулисао немачки астроном и математичар Јоханнес Кеплер.

Кепплер је први говорио о притиску који светлост врши на материју

Улазећи у мало више детаља, посебно ако желите да се консултујете са овом теоријом, она је формулисана у расправи Написао Цомети и захваљујући истом Јоханесу Кеплеру успео је да објасни зашто је сунчева светлост узрок томе када врши притисак реп било које комете увек се одмиче од локације самог Сунца.

Занимљиво је да је шкотски физичар Јамес Цлерк Маквелл формулисао тек 1873. године Расправа о електричној енергији и магнетизму да је то било због импулса. У њиховој студији претпостављало се да светлост мора бити облик електромагнетног зрачења који носи замах и врши притисак. Као детаљ, рецимо вам да је ово дело служило као основна основа за Ајнштајнов каснији рад на релативности.

Као што је инжењер недавно прокоментарисао Кеннетх цхау из кампуса Оканаган са Универзитета Британске Колумбије (Канада):

До сада нисмо утврдили како ће се овај замах претворити у снагу или кретање. То је све због тога што је количина импулса коју преноси светлост врло мала и немамо довољно осетљиве опреме да решимо овај проблем.

У овом тренутку, људска бића немају потребну технологију за директно мерење импулса који светлост делује када погоди предмет.

Будући да на техничком нивоу немамо потребну технологију за мерење овог импулса, тим физичара и инжењера одлучио је да направи уређај који је употреба огледала за мерење зрачења фотона. Идеја је да се ласерски импулси испуцају у огледало тако да оно враћа низ еластичних таласа који се крећу по његовој површини и детектује их низ акустичних сензора.

Према речима Кеннетх цхау:

Не можемо директно измерити замах фотона, па је наш приступ био да детектујемо његов ефекат у огледалу. 'есцуцхандо'еластични таласи који су пролазили кроз њега. Успели смо да пратимо карактеристике тих таласа све до импулса који се налази у самом светлосном импулсу, што отвара врата да се коначно дефинише и моделира како замах светлости постоји у материјалима.

Пред нама је још много посла, иако су могућности које нуди ово истраживање бројне

Тренутно је још много посла који треба обавити да бисмо са сигурношћу знали докле нас може одвести оваква истрага, иако би, према људима који у њој раде, могла да послужи побољшати технологију соларних једра, метода погона без мотора за свемирске летелице која би прецизно користила притисак који сунчево зрачење врши на једро уместо ветра.

С друге стране, са сигурношћу знајући притисак који светлост може да пружи на предмет на који пада може нам помоћи направите бољу оптичку пинцету, метода која се данас користи за хватање и манипулисање невероватно малим честицама. Да бисте добили идеју о величини којом се манипулише овом техником, рецимо вам да говоримо о скалама једног атома.

По Кеннетх цхау:

Још нисмо тамо, али откриће у овом раду је важан корак и радујем се кад видим где ће нас даље одвести.