پژوهشی جدید در مورد نحوه‌ی فشار نور به اجسام

کرونوس – نور ممکن است جرم نداشته باشد، ولی می‌تواند به اجسام فشار وارد کرده و آن‌ها را جابه‌جا کند. این پدیده را فشار تابش می‌نامند. ذرات نور (فوتون‌ها) تکانه دارند اما هنوز مشخص نیست این تکانه دقیقاً چه‌طور منتقل می‌شود. با این حال پژوهشی جدید راهی را پیدا کرده که از طریق آن می‌توان فعل‌وانفعالات بین نور و ماده را مورد مطالعه قرار داد.

یک گروه بین‌المللی آزمایشی بسیار خاص اختراع کرده که از طریق آن می‌توان تکانه‌ی نور را مورد مطالعه قرار داد. فوتون‌ها دارای تکانه‌ی بسیار کمی هستند که تنها می‌توان تأثیر آن را به صورت افزوده مورد بررسی قرار داد. اما هنوز ابزاری که آن‌قدر دقیق باشد تا بتواند این تأثیر را اندازه‌گیری کند وجود ندارد. به همین دلیل بررسی تبدیل فشار تابش به نیرو یا حرکت تاکنون بسیار مشکل بوده است.

بنا بر گزارش Nature Communications، این گروه آینه‌ای ساخته‌اند که دارای سنسورهای صوتی است. آنان ضربه‌های لیزری را به سمت این آینه هدایت کردند و تأثیرات آن را به دقت مورد بررسی قرار دادند.

سنسورها، ارتعاشات ایجاد شده توسط فوتون‌ها را ثبت کردند. امواج کشسان مانند موج‌های ریز روی سطح دریاچه بر روی سطح آینه به حرکت درآمدند. این مشاهدات در نهایت منجر به تأیید پیشبینی‌های گذشته در مورد انتقال تکانه شد.

کنت چاو از دانشگاه بریتیش کلمبیا در بیانیه‌ای گفت: «ما نمی‌توان تکانه‌ی فوتون را به صورت مستقیم مطالعه کنیم. لذا تأثیرات آن را با «شنیدن» امواج کشسانی که روی آن حرکت می‌کنند مورد مطالعه قرار می‌دهیم. ما توانستیم ویژگی‌های آن امواج را به تکانه‌ای که در خود ضربان نور وجود دارد ربط دهیم. این کار موجب می‌شود ما سرانجام بتوانیم تکانه‌ی نوری را که در مواد وجود دارد تبیین و مدل‌سازی نماییم.»

با این که فهمیدن رفتار نور به خودی خود اهمیت زیادی دارد، اما مهم‌تر از آن استفاده از این فشار تابش در مهندسی است. کاربردهای بالقوه‌ی این امر از فضانوردی (پیش‌رانه‌ی فضاپیماها) گرفته تا نانوتکنولوژی (پرتوهای حرکت‌دهنده) می‌تواند مفید باشد.

چاو می‌گوید: «می‌توان به سفرهای بین‌سیاره‌ای با استفاده از سفینه‌هایی که مجهز به بادبان‌های خورشیدی هستند اشاره کرد. یا مثلاً روی زمین می‌توان از آن برای ساخت انبرک‌های نوری که ماشین‌های میکروسکوپی تولید می‌کنند استفاده نمود. ما هنوز به هیچ‌یک از این‌ها دست نیافته‌ایم اما این کشف می‌تواند در آینده منجر به این رویدادها شود. من بسیار مشتاقم ببینم این اکتشاف به چه جاهایی ره می‌سپارد.»

دست‌کاری نور بخش مهمی از فناوری مدرن است. امکان استفاده از تکانه‌ی نور می‌تواند گستره‌ی کارهایی را که ما می‌توانیم با نور انجام دهیم افزایش دهد.

درباره هیأت تحریریه

این مقاله توسط هیأت تحریریه نوشته ویا ویرایش شده است. عضویت در هیأت تحریریه با توجه به «شرایط همکاری با کرونوس» برای عموم آزاد است.

آیا می‌دانستید؟

پزشکان رنگین‌پوست در انگلستان و آمریکا هنوز درآمد کمتری از پزشکان سفیدپوست دارند

کرونوس – اطلاعات ناامیدکننده‌ی تازه‌ای که از سوی Nuffield Trust منتشر شده نشان می‌دهد پزشکان رنگین‌پوستی که …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *