Các nhà vật lý có thể tính toán lực mà ánh sáng tác dụng lên vật chất

Trong một thời gian dài, khoảng 150 năm hoặc lâu hơn, các nhà khoa học của chúng ta đã biết rằng ánh sáng tạo áp lực lên vật chất mà nó tương tác. Thật không may và rõ ràng, đây là cách nó đã được chính thức công bố, cho đến bây giờ chúng ta vẫn chưa biết một phương pháp mà chúng ta có thể đo lực này.

Vấn đề đằng sau tất cả nghiên cứu này là một photon như vậy không có khối lượng, nhưng nó có động lượng và như bạn có thể đang nghĩ, động lượng này tác dụng một lực lên vật thể mà nó tương tác. Giả thuyết này được đưa ra vào khoảng năm 1619 bởi nhà thiên văn học và toán học người Đức Johannes Kepler.

Keppler là người đầu tiên nói về áp lực mà ánh sáng tác động lên vật chất

Đi vào chi tiết hơn một chút, đặc biệt nếu bạn muốn tham khảo lý thuyết này, nó được xây dựng trong chuyên luận Bởi Cometi và nhờ cùng Johannes Kepler đã có thể giải thích lý do tại sao ánh sáng mặt trời là nguyên nhân, khi tạo ra áp suất, đuôi của bất kỳ sao chổi nào luôn di chuyển ra khỏi vị trí của chính Mặt trời.

Điều thú vị là mãi đến năm 1873, nhà vật lý người Scotland James Clerk Maxwell mới đưa ra công thức Một chuyên luận về điện và từ tính rằng điều này là do sự thúc đẩy. Trong nghiên cứu của họ, người ta cho rằng ánh sáng phải là một dạng bức xạ điện từ mang động lượng và tạo áp suất. Như một chi tiết, cho bạn biết rằng công trình này là cơ sở nền tảng cho công trình nghiên cứu thuyết tương đối của Einstein sau này.

Như kỹ sư đã nhận xét gần đây Kenneth chau từ khuôn viên Okanagan của Đại học British Columbia (Canada):

Cho đến nay, chúng tôi vẫn chưa xác định được động lượng này biến thành lực hay chuyển động như thế nào. Tất cả là do lượng xung do ánh sáng mang theo rất nhỏ và chúng ta không có thiết bị đủ nhạy để giải quyết vấn đề này.

Hiện tại, con người không có công nghệ cần thiết để đo trực tiếp xung lực mà ánh sáng phát ra khi nó chạm vào một vật thể

Bởi vì ở trình độ kỹ thuật, chúng tôi không có công nghệ cần thiết để đo xung lực này, nhóm các nhà vật lý và kỹ sư đã quyết định chế tạo một thiết bị sử dụng gương để đo bức xạ do photon gây ra. Ý tưởng là bắn các xung laser vào gương để nó trả về một chuỗi các sóng đàn hồi di chuyển trên bề mặt của nó và được phát hiện bởi một loạt các cảm biến âm thanh.

Theo lời của Kenneth chau:

Chúng tôi không thể đo trực tiếp động lượng của photon, vì vậy cách tiếp cận của chúng tôi là phát hiện hiệu ứng của nó trong gương. 'lắng nghe'các sóng đàn hồi đã đi qua nó. Chúng tôi đã có thể theo dõi các đặc điểm của những sóng đó xuống xung lượng nằm trong chính xung ánh sáng, điều này mở ra cánh cửa để cuối cùng xác định và mô hình hóa cách động lượng ánh sáng tồn tại trong vật liệu.

Vẫn còn rất nhiều việc ở phía trước, mặc dù các khả năng mà nghiên cứu này đưa ra là rất nhiều

Hiện tại vẫn còn rất nhiều việc phải làm để biết chắc chắn rằng một cuộc điều tra như thế này có thể đưa chúng ta đi bao xa, mặc dù, theo những người làm việc trong đó, nó có thể được sử dụng để cải tiến công nghệ buồm mặt trời, một phương pháp động cơ không động cơ cho tàu vũ trụ sử dụng chính xác áp suất do bức xạ mặt trời tác động lên cánh buồm thay vì gió.

Mặt khác, biết chắc chắn áp suất mà ánh sáng có thể tạo ra trên vật thể mà nó rơi xuống có thể giúp chúng ta xây dựng nhíp quang học tốt hơn, một phương pháp được sử dụng ngày nay để bẫy và thao túng các hạt cực nhỏ. Để có ý tưởng về kích thước được điều khiển bằng kỹ thuật này, hãy nói với bạn rằng chúng ta đang nói về quy mô của một nguyên tử.

Qua Kenneth chau:

Chúng tôi vẫn chưa đến đó, nhưng khám phá trong công việc này là một bước quan trọng và tôi rất vui mừng xem nó sẽ đưa chúng tôi đến đâu tiếp theo.