aA
Kokiu slėgiu šviesa veikia apšviečiamą medžiagą? Tai problema, kamavusi mokslininkus beveik 150 metų – ir pagaliau ji turi sprendimą. Tyrėjų komanda sukūrė fotonų poveikio medžiagai nustatymo metodą.
Mokslininkai po 150 metų pagaliau išmoko išmatuoti šviesos impulso jėgą
© Shutterstock nuotr.

Nors fotonai masės neturi, jie turi impulsą, kurį apibūdina specialusis reliatyvumas.

Ir šis impulsas veikia tam tikra jėga. Šviesos slėgio hipotezė buvo iškelta dar 1619 metais. Savo traktate De Cometi, vokiečių matematikas ir astronomas Johannesas Kepleris spėjo, kad Saulės šviesos sukuriamas slėgis nukreipia kometų uodegas nuo žvaigždės.

Tačiau tik 1873 škotų fizikas Jamesas Clerkas Maxwellas savo traktate „A Treatise on Electricity and Magnetism“ iškėlė hipotezę, kad tai susiję su impulsu.

Clerkas Maxwellas – kurio darbai padėjo kertinius Einsteino reliatyvumo teorijos pagrindus – darė prielaidą, kad šviesa yra elektromagnetinio spinduliavimo forma, turinti impulsą, tad ir sukurianti slėgį.

Bet fotono impulsas – taigi, ir spinduliavimo slėgis – yra nykstamai mažas, o tai reiškia, kad išmatuoti jį tiesiogiai yra itin sunku.

„Lig šiol nebuvome nustatę, kaip šis impulsas konvertuojamas į jėgą ar judėjimą“, – paaiškino inžinierius Kennethas Chau iš Britų Kolumbijos universiteto Okanagan miestelio Kanadoje.

Tiesą sakant, dabartinės technologijos visa dar nėra pakankamai jautrios, kad aptiktų fotono impulsą tiesiogiai. Bet Chau ir kolegos iš Slovėnijos ir Brazilijos sugalvojo, kaip galima įvertinti fotono impulso poveikį.

Aparate naudojamas veidrodis. Aplink jį įrengta šilumos izoliacija saugo eksperimentą nuo išorės poveikio, sumontuoti jautrūs akustiniai jutikliai.

Į veidrodį paleistas lazerio impulsas sukelia jame elastines bangas. Jas aptinka akustiniai jutikliai, o tai suteikia galimybę apskaičiuoti fotonų impulso sukeltą spinduliavimo slėgį.

„Fotonų impulso sukelto slėgio tiesiogiai išmatuoti negalime, pabandėme aptikti jo poveikį veidrodžiui „klausydamiesi“ per jį sklindančių elastinių bangų, – sakė Chau. – Sugebėjome susieti šių bangų savybes su šviesos impulsu, ir tai suteikia galimybę pagaliau apibrėžti ir modeliuoti šviesos impulsą medžiagose.“

Tai – ne tik išties gražus mokslas. Praktinis jo pritaikymas gali būti ne mažiau svarbus.

Pavyzdžiui, tiksliai apskaičiuojant spinduliavimo slėgį, galima patobulinti Saulės burių technologiją – šiuo metodu varomiems erdvėlaiviams nereikia gabentis kuro, nes jie spinduliavimo slėgį naudoja kaip laivų burės vėją.

Be to, tai galėtų patobulinti optines žnyples, neįtikėtinai mažų – iki atskiro atomo mastelio – dalelių laikymo ir manipuliavimo metodą.

„Tai dar ne viskas, – sakė Chau. – Bet šiame darbe padarytas atradimas yra svarbus žingsnis ir nekantrauju išvysti, kur žengsime toliau.“

Tyrimas publikuotas „Nature Communications“.

Michelle Starr

www.sciencealert.com

www.technologijos.lt
Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(0 žmonių įvertino)
0

Japonijoje aptiktas iki šiol neregėto dydžio plėšrus gyvis: tūno giliai miškuose (30)

Ne visos Žemės gyvūnų rūšys yra atrastos ir aprašytos. Tačiau atrodo, kad per kelis šimtus...

„Space X“ pilotuojama misija į TKS dėl orų atidedama viena diena

JAV bendrovės „ SpaceX “ pilotuojama misija į Tarptautinę kosminę stotį ( TKS ) atidedama...

Eksperimentą su akmenimis ir sraigtasparniu atlikę mokslininkai paaiškino netikėtą riedulių savybę (15)

Mokslininkui pradėjus atgalinį skaičiavimą „trys, du, vienas“, sraigtasparnis ant žemės...

Danguje virš Lietuvos užfiksuotas ypatingas reiškinys: tai artėjančių permainų pranašas (85)

Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba pranešė, kad danguje virš mūsų šalies šiandien buvo...

Radinys pajūryje prie Palangos: iš dangaus nukrito neatpažintas objektas – kas tai? (143)

Pajūryje, netoli Palangos , ties Nemirsetos laivų gelbėjimo stotimi aptikau smėlyje apipustytą...

Top naujienos

Lietuvė išpasakojo, kaip Danijoje veikia „koronapaso“ sistema: prireikia ir grožio salone, ir bare

Lietuva dar tik svarsto įsivesti galimybių pasą, kuris leistų plačiau atsiverti kai kuriems...

„Popierinis“ kelias ir tiltas grasina namų griovimais Balsiuose: gyventojai nė nebegali užsiimti remontu (1)

Balsių bendruomenės sukilusios dėl planuojamo naujo kelio ir tilto, kuris turėtų sujungti...

ES svarsto „pertvarkyti“ pasaulinius finansus

Naujieji Europos Sąjungos tvarių investicijų klasifikavimo standartai pakeis tai, kaip veikia...

Egipte atostogaujantys tautiečiai dėl šios vietos eina iš proto: čia darytos nuotraukos kelia pavydą likusiems Lietuvoje (236)

Pati gražiausia, pati romantiškiausia, geriau niekur nerasite – taip Egipte, Hurgados kurorte...

Susitikti pasiūliusiam Zelenskiui – Putino atsakas papildyta (375)

Rusijos prezidentas Vladimiras Putinas ketvirtadienį pareiškė, kad Ukrainos lyderis „bet...

Vėsesni orai vilniečių neišgąsdino: prisėsti lauko kavinėse beveik nėra kur (182)

Ketvirtadienį po ilgos pertraukos duris vėl atvėrė lauko kavinės . Nors sostinėje orai labai...

Didžiulis ciklonas sujauks planus: lietus vietomis maišysis su snaigėmis, galima kruša (2)

Šiandien ir savaitgalio dienomis Lietuvos orus lems didžiulis ciklonas. Mūsų kraštas pateks į...

Varžytinėse parduodami verslininko Šikštos namai Valakupiuose ir sodyba Trakuose (123)

Praeityje išgarsėjusio verslininko ir vadybininko Arūno Šikštos turtas parduodamas...

JAV karininkas įspėja dėl Rusijos ir Kinijos: vyksta precedento neturinti plėtra (280)

Aukšto rango Jungtinių Valstijų kariuomenės pareigūnas, susijęs su JAV branduoliniu...

Andrius Užkalnis | D+

Iššifruoti Rusiją. „Banditų Peterburgas“: rekomenduoju vis dar nesuprantantiems Rusijos (5)

Niekur kitur pasaulyje kriminalinės tematikos dainos nėra atskiras muzikos žanras, tik Rusijoje ....