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Les scientifiques de Caltech déplacent des objets en utilisant uniquement la lumière

Les scientifiques de Caltech déplacent des objets en utilisant uniquement la lumière

Et si un vaisseau spatial pouvait traverser notre système solaire alimenté et accéléré en utilisant uniquement la lumière? C’est l’objectif de la nouvelle recherche issue de Caltech.

Les chercheurs ont développé un moyen de léviter et de propulser des objets en utilisant uniquement la lumière, en ajoutant des motifs spécifiques à l'échelle nanométrique à leur surface. Les scientifiques ont la capacité de déplacer et de manipuler des objets minuscules à l’aide de «pinces optiques».

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Les pinces déplacent des objets via la pression radiative d'un faisceau de lumière laser fortement focalisé. Cependant, cet outil impressionnant ne peut déplacer que de très petits objets sur une distance très limitée.

Ognjen Ilic, chercheur postdoctoral, et premier auteur de l'étude, donne une analogie: «On peut faire léviter une balle de ping-pong en utilisant un flux constant d'air provenant d'un sèche-cheveux. Mais cela ne fonctionnerait pas si la balle de ping-pong était trop grosse, ou s'il était trop éloigné du sèche-cheveux, etc. "

Un motif précis conduit à la lévitation

De nouvelles recherches visent maintenant à déplacer des objets dans une gamme de tailles et de formes en utilisant uniquement des faisceaux de lumière. L'astuce consiste à créer des motifs très spécifiques sur la surface de l'objet.

Ces modèles à l’échelle nanométrique interagissent avec la lumière de sorte que l’objet continue de se «redresser» s’il est perturbé, de sorte qu’il crée un couple de restauration pour le maintenir flottant face à la lumière.

Cela signifie qu'un objet peut rester stable et ne pas s'appuyer sur des faisceaux hautement focalisés. Les motifs pourraient même signifier que la source de lumière est à des millions de kilomètres de l'objet.

Propulsion légère une possibilité

«Nous avons mis au point une méthode qui pourrait léviter des objets macroscopiques», déclare Atwater, qui est également le directeur du Centre commun pour la photosynthèse artificielle.

"Il existe une application audacieusement intéressante pour utiliser cette technique comme moyen de propulsion d'une nouvelle génération de vaisseaux spatiaux. Nous sommes loin de le faire, mais nous sommes en train de tester les principes."

Cette recherche fournit la théorie conceptuelle selon laquelle un vaisseau spatial pourrait être «propulsé» dans l’espace à partir de la lumière laser terrestre. L'engin n'aurait pas besoin de transporter du carburant, ce qui lui permettrait d'aller à des vitesses relativistes et éventuellement de voyager vers d'autres étoiles.

Application possible pour la fabrication

Des engins spatiaux qui n'ont pas besoin de carburant pour la propulsion seraient un énorme coup de pouce pour l'avenir des colonies spatiales. L'engin sans carburant pourrait être utilisé pour des voyages intra-planétaires ou comme véhicules de reconnaissance.

Les développeurs de technologies étudient également les moyens de l'utiliser pour permettre la fabrication rapide d'objets de plus en plus petits, comme des circuits imprimés. La recherche a été publiée dans le numéro du 18 mars de la revue Nature Photonics.


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