Притягивающий луч потребует использования сразу двух лучей Бесселя



Хотя теоретические модели притягивающего луча появляются в последние годы всё чаще, приборов на этом принципе пока нет. Чтобы это произошло, похоже, нужна некоторая ревизия теоретических подходов к проблеме.

Напомним: *наиболее перспективным методом притягивания пучком света считается так называемый метод луча Бесселя**. Фотоны в нём движутся под углом к направлению распространения самого луча, так же они падают и на поверхность тела-цели. Сила давления такого луча меньше, чем у обычного светового пучка, фотоны которого падают под прямым углом, но самого по себе этого мало: всё-таки отталкивание происходит, хотя и слабое. Чтобы преодолеть его, объект должен как минимум частично переизлучать падающий свет обратно, в направлении источника.

Вместе с пониженным давлением в луче Бесселя этого достаточно для того, чтобы объект начал двигаться в направлении источника света.



Наложение двух бесселевых лучей на один оперируемый объект позволяет относительно просто притягивать его по направлению к излучателю.

Дэвид Раффнер и Дэвид Гриер из Нью-Йоркского университета (США) попытались разобраться, почему ничего не выходит с универсальным притягивающим лучом. Выяснилось, что

настроить соответствующим образом луч Бесселя экстремально сложно. Нечто подобное получилось в мае 2012 года у сингапурских физиков, но лишь потому, что притягиваемый объект был микроскопическим, а рассеивание света от бесселева луча происходило не только к наблюдателю, но и от него, так как размер облучаемого предмета был сравним с длиной световой волны.

Однако сложности такой настройки можно обойти, полагают учёные, если использовать сразу два луча Бесселя — вместе с линзой, слегка изгибающей направления распространения лучей таким образом, чтобы они накладывались в районе тела-цели. Из-за этого возникает стробоскопический эффект, когда световой пучок, давящий на самую удалённую от наблюдателя плоскость тела (заднюю), сочетается с более слабым (часто выключающимся) первым лучом Бесселя, давящим на переднюю плоскость.

При этом результирующий импульс направлен к наблюдателю, что теоретически позволяет реализовать притягивающий луч. Варьируя силу воздействия луча, идущего к разным сторонам тела от находящихся у наблюдателя излучателей, можно двигать предмет как к нему, так и от него. В микросмасштабе авторам работы даже удалось продемонстрировать такой притягивающий луч экспериментально.

Заметим, что предложенное американцами решение частично совпадает с теоретическими рецептами, сформулированными израильскими физиками.

Можно ли использовать нечто такое не только для создания устройств манипулирования микрообъектами (продвинутый вариант оптического пинцета), но и для оперирования макрообъектами — например, космическим мусором в околоземном пространстве? Как отмечают исследователи, в той форме, в которой они предлагают реализовать притягивающий луч, для работы с крупными объектами он потребует слишком много энергии. Более того, такая энергия, будучи приложена к крупному телу, скорее всего, уничтожит его ещё до того, как оно будет притянуто достаточно близко к наблюдателю.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Источник

«Нет ничего чудеснее человеческого мозга, нет ничего более изумительного, чем процесс мышления, ничего более драгоценного, чем результаты научных исследований»

Алексей Горький

Файлы

Карл Саган. Драконы Эдема

Внутренняя рыба

Физика невозможного

Физики продолжают шутить