Тяговой луч из фантастики может стать реальностью

Когда свет падает на непрозрачный объект, поверхность отражает большую часть фотонов обратно. Менее очевидно, что эти подпрыгивания фотонов отодвигают объект, отталкивая его от источника света. Если объект очень мал, этот толчок может быть значительным. Но это полная противоположность тяговым лучам, которые фигурируют в научной фантастике.

Теперь, Чен из университета Фудань в Шанхае, Китай, и его коллеги показали, что можно создать экзотические пучки, которые бы притягивали, а не отталкивали объект. Для крошечных частиц, с размерами тысячной доли миллиметра или около того, это приведет к тому, что они начнут двигаться к источнику излучения.

Суть заключается в том, что световые волны представляют собой не только фотоны, но и состоят из электрических и магнитных полей. Они могут возбуждать токи в целевой частице, что может привести саму частицу к излучению света, подталкивающего ее.

Исследователи показали, что путем измерения формы объекта и его электромагнитных свойств, вы можете предсказать эти токи - и, в свою очередь, свойства вторичных фотонов.

После этого появлятся возможность создания луча с нужными свойствами, который заставит частицы испускать фотоны с противоположной стороны. В принципе, это может быть использовано, чтобы подтащить частицы вплотную к источнику луча, говорят исследователи.

Данный подход в корне отличается от предыдущих попыток создать тяговой луч. Оптический пинцет, например, использует перекрывающиеся лазерные лучи для создания мест, в которых молекулы или других мелкие частицы находятся в состоянии покоя. Перемещение места может направлять частицы в разные стороны, но, по сути, не является тяговым лучом как таковым.

"Это действительно интересно, и идея светового тягового луча выглядит привлекательной", говорит физик Дэвид Мак-Глойн из Университета Данди, Великобритания. "Эта работа могла бы дать нам новые возможности для перемещения и сортировки микроскопических частиц с помощью оптических сил".