Український телекомунікаційний портал

<р>Світло як двигун: лазери можуть відкрити шлях до космічних польотів без пального



<р>Ідея руху без пального довгий час здавалася фантастикою, але нові дослідження наближають її до реальності. Вчені продемонстрували, що лазерне світло здатне не лише освітлювати, а й буквально рухати об’єкти — піднімати їх, спрямовувати та змінювати траєкторію без будь-якого фізичного контакту.



<р>Експеримент проводився у водному середовищі, де крихітні структури, так звані «метаджет-и», вільно плавали у рідині. Коли на них спрямовували лазер, вони починали рухатися не просто за напрямком світла, а й убік і навіть вгору. Це стало можливим завдяки спеціальній поверхні, яка змінює напрямок світлового променя і, відповідно, створює силу, що штовхає об’єкт у протилежний бік.



<р>У основі явища лежить добре відомий фізичний принцип — закон збереження імпульсу. Коли світло змінює напрямок, змінюється і імпульс фотонів, а сам об’єкт отримує «віддачу», подібно до реактивного руху. Вчені навіть ввели новий термін — «метафотонна сила», яка може діяти одночасно в кількох напрямках. Дослідження опубліковане в журналі Nеwtоn.



<р>Ключову роль у цьому процесі відіграє метаповерхня — ультратонкий шар із наноструктур, що керує світлом. У дослідженні використовували кремнієві наностовпчики, розташовані таким чином, щоб змінювати фазу світлової хвилі. Завдяки цьому вчені могли точно контролювати, куди саме «відбиватиметься» світло і в якому напрямку рухатиметься сам об’єкт.



<р>Серія експериментів підтвердила стабільність ефекту: об’єкти рухалися передбачувано, з мінімальними відхиленнями, і навіть піднімалися до верхньої частини камери. Це доводить, що мова йде не про випадковий ефект, а про контрольований фізичний процес.



<р>Цікаво, що на відміну від попередніх розробок, де складні системи керували самим лазером, тут усе навпаки — «інтелект» перенесено в сам об’єкт. Це значно спрощує технологію, адже змінювати структуру поверхні легше, ніж перебудовувати складні лазерні системи.



<р>Втім, є і компроміси. Наприклад, збільшення горизонтальної сили зменшує підйомну, і навпаки. Інженерам доводиться балансувати між різними характеристиками, щоб досягти оптимального результату.



<р>Найбільше вражає потенціал масштабування цієї технології. Дослідники зазначають: чим більше потужність світла, тим сильніша дія. І це відкриває двері до космічних застосувань. Уже сьогодні існують концепції лазерних «вітрил», які теоретично можуть доставити апарати до Альфа Центавра всього за кілька десятиліть.



<р>Звісно, до реального використання ще далеко. Потрібно вирішити проблеми стабільності променя, перегріву матеріалів і роботи в умовах мікрогравітації. Але сам принцип уже доведений.



<р>У перспективі ця технологія може змінити не лише космічні польоти, а й мікросвіт — наприклад, дозволити створювати мініатюрні машини без двигунів, які рухаються виключно за рахунок світла.



<р>Світло, яке колись було лише засобом спостереження, тепер може стати рушійною силою. І це може повністю змінити уявлення про те, як ми подорожуємо — як на Землі, так і далеко за її межами.