Лазерный луч притянул макроскопический объект. / лазер :: эксперимент :: наука

наука лазер эксперимент 

Лазерный луч притянул макроскопический объект.

Китайские физики сообщили о том, что им удалось заставить лазерный луч видимого диапазона притягивать макроскопический объект в условиях низкого давления. В основе продемонстрированного эффекта лежит сила Кнудсена, которая возникает из-за разности температур в тонкой пленке. Ученые смогли добиться микроньютоновой тяги, приложенной к миллиграммовому объекту. По их мнению, новая технология будет полезна в условиях ближнего космоса или атмосферы Марса. 

А в XX веке физики даже нашли этому эффекту практическое применение — они создали оптический пинцет. Суть его работы заключается в фокусировке лазерного луча в точку пространства, вокруг которой возникает градиентная сила, удерживающая тела вблизи нее. Это изобретение было удостоено Нобелевской премии по физике 2018 года.

Оптические пинцеты совершили революцию в биологии, химии и физике благодаря своей способности к манипуляции атомами, нано- и микрообъектами. Однако более массивные тела свет удерживать не способен. Тем не менее, в условиях невесомости давление света может быть ощутимым. На этом основана технология солнечного паруса.

Передача импульса от фотонов к парусу при поглощении или отражении — не единственный механизм, который может заставить массивные тела двигаться. В 2021 году Азади с коллегами смогли оказать световое давление на полимерный диск диаметром шесть миллиметров и толщиной в полмикрометра за счет силы Кнудсена, которая возникает из-за разницы температур по обе стороны тонкой пленки. Теперь же физики из Университета науки и технологий в Циндао во главе с Лэй Ваном (Lei Wang) заставили макроскопический объект таким же способом притянуться под действием лазера, реализовав, по сути, концепцию притягивающего луча.

Температура характеризует среднюю кинетическую энергию молекул в газе. Если с одной стороны пленки температура больше, чем с другой, передача ей импульса будет несимметричной, и может возникнуть сила Кнудсена. Однако для этого толщина пленки должна быть сопоставима с длиной свободного пробега молекул газа, которая, в свою очередь, связана с давлением. Если давление слишком большое, этот эффект незаметен на фоне флуктуаций передаваемого импульса. Если, наоборот, слишком маленькое — количество соударений окажется слишком мало, чтобы создать ощутимую тягу. Ранее авторы исследовали этот эффект для пористых графеновых губок и обнаружили максимум кнудсенновской тяги при пяти паскалях.

Чтобы заставить тягу работать против направления луча, ученые размещали кусочек пористого графена размерами 5×3×0,5 миллиметра на стеклянной подложке толщиной 0,17 миллиметра. Стекло прозрачно для видимого излучения и потому остается холодным, в то время как графен хорошо его поглощает и нагревается. Таким образом, если светить на образец лазером со стороны стекла при низком давлении, луч должен его притягивать.

На первом этапе физики качественно исследовали эффект с помощью крутильного маятника в прозрачной вакуумной камере. Они наблюдали притяжение при облучении образца несфокусированными лазерными лучами на длинах волн 360, 488 и 532 нанометра мощностями в десятки милливатт. Для 488 нанометров физики увидели линейное увеличение отклонения с 1 до 8,3 градуса с ростом мощности с 17 до 85 милливатт. Эксперименты с давлением также подтвердили, что при пяти паскалях сила Кнудсена максимальна.

Авторы не смогли измерить непосредственно силу с помощью крутильного маятника, поэтому во второй части работы использовали более традиционный гравитационный маятник. Он представлял собой медную пластину, подвешенную на медной жерди, к концу которой был присоединен образец. Для контроля отклонения они напыляли небольшую золотую пленку, которая играла роль зеркала, отражающего дополнительный измеряющий луч на экран с линейкой, расположенный в трех метрах от вакуумной камеры. Механический анализ связал показания линейки с силой тяги.

В результате физики узнали, что 488-нанометровый луч мощностью 85 милливатт притягивает образец с силой 0,8 микроньютона. Примечательно, что это на три порядка больше, чем сила светового давления, которая в условиях эксперимента составила 0,28 наноньютона. Авторы уверены, что лазерные лучи, работающие по такому принципу, могут быть полезны в условиях разреженной атмосферы, например, в ближнем космосе или на Марсе.

Ссыль: https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-31-2-2665&id=525052


Подробнее
Researchers create an optical tractor beam that pulls macroscopic objects,Science & Technology,science news,science,research,Researchers have developed a way to use laser light to pull a macroscopic object. Although microscopic optical tractor beams have been demonstrated before, this is one of the first times that laser pulling has been used on larger objects. Read more at https://phys.org/news/2023-01-optical-tractor-macroscopic.html In this video: The video shows a torsional—or turning—pendulum device made from the graphene-SiO2 composite structure. When it is irradiated with laser light, the pendulum turns toward the light. Video Credit: Lei Wang, QingDao University of Science and Technology Subscribe: https://www.youtube.com/c/Science-X-Network Join Science X channel to support our mission: https://www.youtube.com/c/Science-X-Network/join Thank you for helping our YouTube channel reach new heights! Hitting subscribe aids us in our mission to bring you the latest and greatest research news in science, medicine and technology.
наука,лазер,эксперимент
Еще на тему
Развернуть

Отличный комментарий!

На шаг ближе
A117 A117 13.01.202321:44 ссылка
+29.9
Warkot Warkot 13.01.202321:52 ссылка
+38.7
designe«
il by УФfreepik
Humwee Humwee 13.01.202321:43 ответить ссылка 24.6
На шаг ближе
A117 A117 13.01.202321:44 ответить ссылка 29.9
Warkot Warkot 13.01.202321:52 ответить ссылка 38.7
jabia jabia 13.01.202321:56 ответить ссылка 34.2
пока не будет батплагов в форме этого, ничего не будет
А если будет, то
arit arit 14.01.202300:12 ответить ссылка 12.6
Наконец посетители Реактора не будут одинокими... МЫ ВСЕ БУДЕМ ЕДИНЫ
Talulah Talulah 14.01.202300:26 ответить ссылка 10.0
Сделай нас единым, Федя.
Давно уже.
некроморфов и так не будет.Ну в таком непродуктивном ключе как в игре. А вот астероиды потрошить "Надо"
В Чиксулубе ничего не нашли, мы в другой вселенной
AperV AperV 14.01.202315:34 ответить ссылка 0.9
-Этому ненада, он не хочет.
JIUNn JIUNn 15.01.202303:24 ответить ссылка 0.5
если это добывающий корабль то что могут сделать военные корабли? столунуть маленькую планету с ожившим жмурьём на звезду или выжечь там всё до базальта?
если люди смогли колонизировать другие миры, для войны друг с другом им и корабли не нужны. Всё гораздо проще и быстрее (относительно)
Frogi Frogi 14.01.202302:39 ответить ссылка 0.3
некроморфы не люди но думаю какую то гадость можно подобрать. люди смогли воспроизвести обелиск, но не знают как он работает
Поднять континент - такое никакая разница температур не сделает. А вот выдавливать прыщи сгодится
Я не понял. КЕП помоги!
e-Blan e-Blan 13.01.202321:47 ответить ссылка -0.1
Луч Захвата
ZakRum ZakRum 13.01.202321:48 ответить ссылка 13.8
Экстерминатус астероидами?
Как только закончится строительство Адептус Механикус - soon-tm крч.
ZakRum ZakRum 13.01.202321:55 ответить ссылка 0.5
Гравипушка стала на шаг ближе к реальности
Mont Ka Mont Ka 13.01.202321:53 ответить ссылка 18.9
люди всю жизнь рисовали инопришленцев с утягивающим лучом, не подозревая что они инопришленцы с притягивающим лучом.
Только по секрету... Наша цивилизация в далёком будущем будет тем что мы представляем себе как бог. Честно говоря, если всё пойдёт по плану, никто навсегда не умрёт в итоге, лишь на короткий промежуток времени. Субъективный короткий промежуток. Только тс-с-с-с... никому не говорите. Когда сдохнешь и через пару миллиардов лет будешь атомарно восстановлен, будет весело...
Ха, из моих атомов уже будут состоять другие люди)
Good_Man Good_Man 13.01.202322:10 ответить ссылка 11.9
Молись, чтобы это были мы же и зареганы на джое
Это сильно вряд ли. Прошло всего несколько сотен тысяч лет, а уже совсем никакого желания восстанавливать каких-то там полуобезьян, даже для прикола, не считая единичных экземпляров для опытов и зоопарка. Ты будешь через пару миллиардов не годен даже для муравьиной фермы в гостиной будущего человека.
MikeMI MikeMI 13.01.202322:33 ответить ссылка 7.4
где-то уже такое было
Да, никто не нужен, особенно Богу. Как только мы создадим Бога, все остальные будут не нужны. Будет нужен только тот кто стал, смог стать Богом. Потому что остальные представляют опасность, если станут равными этому Богу. Если известен способ и можно получить мощь, способную сравниться с силой Бога, тогда нельзя оставлять никого, кто сможет это сделать. Разве что их способности как-то нужны, просто незаменимы.

А потом этот Бог должен будет сражаться с другими Богами других цивилизаций, до которых ещё нужно добраться и найти. Или в четвёртом измерении, там уже война идёт - закачаешься. За одну секунду таких пиздов вставляют, если ты не готов, ты труп.
madgod madgod 13.01.202323:11 ответить ссылка 0.9
Бог это утрирование, достаточно высокий навык в генной инженерии, а селекцией люди уже давно занимаются. Да и клонирование вполне не плохо продвигается, правда религия его критикует и говорит, что создавать может только Бог, а у клонов нет души.
arit arit 14.01.202300:21 ответить ссылка 0.8
Не, там технологии уровня "пчелиный рой", "всевидящее око бога", силовое поле, которое не может пересечь никакой объект (по сути искривление самого пространства в локальное подпространство быстрыми всплесками околосветовых частиц) , сборка разборка всего на атомы в произвольном порядке и так далее. Присутствие в более чем в двух местах и нигде одновременно, потеря человеческого тела как такового.
madgod madgod 14.01.202300:51 ответить ссылка 1.1
- Петров,где твое человеческое тело?
-Дома забыл!
- А голову ты дома не забыл!?
Каждому богу - по личной вселенной!
Все закончится на этапе ии. В плохом или условно хорошем сценарии. Никаких других планет, исследования необъятного и прочей хуйни. Человеческая природа требует только того, что он сможет дать в бесконечном объеме. В том числе ебнуть всех в интересах владельца. Любые другие варианты просто задержка
Alinya Alinya 14.01.202303:42 ответить ссылка -0.1
Да, сука! Миелофон мне уже сочините, а!?
а история с анальным зондированием тогда как тут оказалась
Kv4nto Kv4nto 14.01.202303:33 ответить ссылка 0.0
Мне нужен лазерный пылесос с аннигилятором пыли!
Zalmand Zalmand 13.01.202321:58 ответить ссылка 9.9
У вас тоже в конце вылазит рекомендация с обезьянкой?
Мне кажется для терраформирования самое то. Притягивать атомы кислорода, ну или молекулы воды.
Semkin Semkin 13.01.202322:05 ответить ссылка 2.2
но перед етим к каждой молекуле прицепить кусочек графена
Myusli Myusli 13.01.202322:14 ответить ссылка 12.7
Ну дай помечтать. Мне всегда казалось классным именно терраформирование, а не поиск уже "готовой" для жизни планеты. И тут как раз такая новость.
Semkin Semkin 13.01.202323:06 ответить ссылка 0.5
принцип работьі тьі ж должен бьіл прочитать. нужно нагреть пространство за обьектом сильнее чем перед обьектом. ето значит что нужно 1) как то сосредоточить нагревание в области обьекта чтоб луч не пошел дальше 2) как то разделить области за обьектом и перед обьектом (например прозрачнім щитом которьій и двигали в експерименте. т.е. даже если ето сумеют развить, то притягивать возможно будет только заранее подготовленньіе обьектьі. например возвращать отлетевшие от космической станции предметьі (или людей).
Myusli Myusli 13.01.202323:27 ответить ссылка -1.2
лишь бы тараканов не завозить.
Aditus Aditus 13.01.202322:29 ответить ссылка 1.5
Вау
Реверсивный захват
Захватывает небольшие объекты размером до Г- ' единиц на расстоянии .52.
Способен работать в обратном режиме, придавая дополнительный разгон ракетам и снарядаи осколочного вооружения. Урон первых увеличивает разгон на 2 ед., а вторых - на 4ед.
(более 50% повреждений)
xen0rage xen0rage 14.01.202300:10 ответить ссылка 10.0
Лазерный луч притянул макроскопический объект. А ты - никого.
Ну так он был создан исключительно для этого. И к тому же больше ничего не умеет.
А ты?
Myusli Myusli 14.01.202310:35 ответить ссылка 0.7
Тяговый луч через 300 лет
А, так вот откуда все эти майнинг лазеры в игрушках. Признаться, раньше не понимал идеи.
Dusky Dusky 14.01.202308:43 ответить ссылка 0.0
Только зарегистрированные и активированные пользователи могут добавлять комментарии.
Похожие темы

Похожие посты
Bzzzzzt невероятной лазерной технологией такие инновации, как голографическое представление, точная тепломанипуляция и каугеризация на микроскопическом уровне, наконец-
ТЛ ПЛГТЫУММк.1
подробнее»

Смешные комиксы,веб-комиксы с юмором и их переводы pleated jeans лазер лазерная указка

невероятной лазерной технологией такие инновации, как голографическое представление, точная тепломанипуляция и каугеризация на микроскопическом уровне, наконец- ТЛ ПЛГТЫУММк.1
Эксперимент по беспроводной передаче энергии,Science & Technology,РОСКОСМОС,космос,ракета,спутник,промышленность,мечта,космический корабль,звезда,звезды,звездный путь,Хруничев,космические системы,Лавочкин,Гагарин,Королев,ОРКК,аппарат,российский космос,госкорпорация,Сюжет телеканала РОССИЯ 24
подробнее»

Роскосмос лазер электричество наука и техника

Эксперимент по беспроводной передаче энергии,Science & Technology,РОСКОСМОС,космос,ракета,спутник,промышленность,мечта,космический корабль,звезда,звезды,звездный путь,Хруничев,космические системы,Лавочкин,Гагарин,Королев,ОРКК,аппарат,российский космос,госкорпорация,Сюжет телеканала РОССИЯ 24
í|4lil|
»MN О O LH
	y Y			í>
		*л	J2>