科学家发现光子新特性,或可实现人类飞行,还能穿越宇宙

“起初神创造天地。地是空虚混沌。渊面黑暗。神的灵运行在水面上。神说,要有光,于是便有了光。”

这是《圣经·创世纪》的开头,讲的是上帝创造世界的故事。在宇宙万物都在虚空之中的时候,上帝首先创造了光。由此可见,在很久以前,人们就意识到光是多么的重要。

到了现代,人类的科技不断发展,也越来越意识到光是多么神奇的一种存在。

光具有波粒二象性,也就是说,它既有波的属性,也有粒子的特点。光的基本组成光子是一种粒子,却没有任何的质量。因此,光也成为了宇宙中最快的速度,任何物体都不可能超过光速。

而最近,科学家对于光的另一项发现,让我们再一次对光刮目相看。科学家说:光能让我们飞起来……

说起来,这是从一项上个世纪很先进的科学发现所衍生出来的黑科技。

早在牛顿时期,物理学家就认为光是由粒子构成。而粒子的移动,就会产生压力,这就是所谓的光辐射压。

想要理解得简单一点,不妨看一看彗星:彗星之所以有一个长长的尾巴,就是因为太阳光将彗星的物质“推”到了另一边。因此,彗星的尾巴永远是背对着太阳的。

如果我们掌握了这个技术,那对于科学的研究和发展,将会具有重大的意义。

1986年,美国物理学家亚瑟·阿斯金成功地利用激光实现了对微观粒子的操纵,简单说,就是利用光辐射压“夹住”粒子,就像镊子一样,因此该技术被称作“光学镊子”。2018年的时候,他也因此获得了诺贝尔奖。

如今,加州理工大学的一支研究团队在此基础上,提出了“光子悬浮与推进系统”的理论,让光辐射压在更广阔的领域发挥作用。

从上文中大家能看出来,阿斯金创造了光学镊子,操作的对象都是微观粒子。而加州理工大学的研究,旨在扩大操纵范围,小到细胞,大到航天器,都可以操纵。

这项新技术的核心,在于在目标物体上构建一个特定的纳米尺度图案。这个图案非常特别,它能够和光子发生作用。当它偏离轨道的时候,它的特殊图案就会在与光子的作用下自行调整,回到原有的轨道上。

这个新技术,如果运用在航天领域,将是一项重大的突破。

人工光合作用联合中心的主任阿特沃特表示,针对不同的光源,需要设定不同的图案。因此,这个光源不一定非要我们自己来发射,如果我们利用遥远的太空深处的光源,那么,这个航天器理论上不需要从地球上携带能量,就可以持续地飞行。

同时,利用这项技术的航天器,飞行速度也会大幅提升,远远超过现代的所有航天器。据介绍,如果这种航天器研发成功,那么,距离我们4.2光年的比邻星,只需要20年左右,就可以到达。换句话说,这差不多就是20%光速!

而且,这项技术不仅可以应用在航天领域,还可以应用在地球上。

2015年6月,有科学团队发现,他们的石墨烯在特定的光的光辐射压作用下,竟然克服了重力,悬浮在空中。

也就是说,不仅航天器,如果这项技术能够实现,其他的物体也可以飞起来。

不过,这些研究目前都还处于初始阶段,并没有很成熟。但是,如今的科技日新月异,谁敢保证一个看似遥不可及的梦想,会在多么短的时间内实现?

小编相信,这项技术成熟的时间不会太久,我们的科技很可能在比较短的时间内,就能完成重大的突破!

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