By 
Η έννοια της ακτίνας έλξης προέρχεται από μία ιστορία επιστημονικής φαντασίας του 1931 ονόματι SpaceHounds of IPC. Έκτοτε μπήκε στην pop κουλτούρα κυρίως με τα Star Trek και Star Wars και συνήθως παρουσιάζεται ως μία πλατιά ακτίνα η οποία παγιδεύει ένα σκάφος από απόσταση και το κινεί χωρίς κάποια φυσική επαφή, μέσω μίας αλληλεπίδρασης ενέργειας και μάζας.
Αυτό που ίσως να μη γνωρίζατε είναι πως η ακτίνα έλξης ήδη υπάρχει στην πραγματικότητα, αλλά σε μικροσκοπικό επίπεδο. Lasers κινούν αντικείμενα όπως άτομα και νανοσωματίδια και χρησιμοποιούνται ήδη σε βιολογία, νανοτεχνολογία και ιατρική (εικόνα παρακάτω).
Σε προηγούμενες μελέτες, η δύναμη έλξης του φωτός ήταν πολύ μικρή για να έλξει ένα μακροσκοπικό αντικείμενο. Με τη νέα προσέγγιση, η δύναμη αυτή έχει πολύ μεγαλύτερη ένταση. Είναι μάλιστα τρεις φορές μεγαλύτερη από την πίεση του φωτός που χρησιμοποιείται για να κινήσει ένα ηλιακό ιστίο, το οποίο χρησιμοποιεί την ορμή των φωτονίων για να εφαρμόσει ένα μικρό σπρώξιμο.
Φυσικά η νέα ακτίνα έλξης λειτουργεί σε συγκεκριμένες εργαστηριακές συνθήκες και πρόκειται ουσιαστικά για επίδειξη της τεχνολογίας και όχι για μια πρακτική εφαρμογή. Τουλάχιστον όχι ακόμα. Ένα αντικείμενο γραφενίου-SiO2 βρίσκεται σε ένα κλειστό αέριο περιβάλλον με πίεση πολύ χαμηλότερη από αυτή της Γης.
Η τεχνική μας προσφέρει μία προσέγγιση έλξης χωρίς επαφή και από μεγάλη απόσταση, η οποία μπορεί να είναι χρήσιμη για διάφορα επιστημονικά πειράματα. Το αέριο περιβάλλον που χρησιμοποιήσαμε για την επίδειξη, μοιάζει αρκετά με αυτό του Άρη. Έτσι, μπορεί κάποια μέρα να μπορεί να χειριστεί οχήματα ή σκάφη στον Άρη.
Πώς λειτουργεί όμως αυτή η ακτίνα; Το laser θερμαίνει το αντικείμενο, αλλά η μία πλευρά του είναι θερμότερη από την άλλη. Τα μόρια αερίου στην πίσω πλευρά λαμβάνουν περισσότερη ενέργεια, κινώντας το αντικείμενο. Αν συνδυάσουμε τη χαμηλότερη πίεση στο περιβάλλον αερίου, το αντικείμενο κινείται. Η κίνηση είναι ορατή ακόμα και στο γυμνό μάτι, όπως βλέπετε παρακάτω.
Είδαν λοιπόν πως η δύναμη έλξης είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από την πίεση του φωτός. Επιπροσθέτως, η έλξη του laser μπορεί να είναι επαναλαμβανόμενη και η δύναμη έλξης ρυθμίζεται αλλάζοντας την ένταση του laser.
Η έρευνά μας δείχνει πως η ευέλικτη χειραγώγηση του φωτός σε ένα μακροσκοπικό αντικείμενο είναι εφικτή όταν ελέγχονται προσεκτικά οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ φωτός, αντικειμένου και μέσου διάδοσης. Δείχνει επίσης την περιπλοκότητα των αλληλεπιδράσεων laser-ύλης και πως πολλά φαινόμενα απέχουν πολύ ακόμα από το να εξηγηθούν, τόσο στην μακροσκοπική όσο και στην μικροσκοπική κλίμακα.
Comments