Ilmuwan Merancang Cara Melayang dan Mendorong Objek Hanya Menggunakan Cahaya
- Meskipun masih teoretis, teknologi ini dapat digunakan untuk melayangkan objek dengan berbagai ukuran dan bentuk dengan sinar cahaya.
- Ini juga dapat digunakan untuk mengembangkan pesawat ruang angkasa bertenaga laser untuk eksplorasi ruang angkasa.
Kemampuan cahaya untuk mengerahkan gaya dan torsi adalah salah satu fitur utama manipulasi optik bahan. Untuk membuat manipulasi ini stabil, sumber harus menunjukkan potensi perangkap yang cukup kuat.
Dalam beberapa dekade terakhir, para ilmuwan telah menemukan banyak pendekatan untuk manipulasi mekanis berbasis cahaya, terutama pinset optik yang menggunakan tekanan radiasi dari sinar laser untuk memindahkan dan memanipulasi benda-benda kecil. Metode ini menjadi dasar untuk Penghargaan Nobel Fisika 2018.
Saat ini, para ilmuwan telah berfokus pada dinamika levitasi dalam sistem optomekanis untuk mewujudkan superposisi mekanika kuantum dan pendinginan kondisi dasar.
Sebagian besar teknik yang ada, bagaimanapun, hanya dapat memanipulasi objek mikroskopis pada jarak yang sangat pendek. Ini seperti melayang bola pingpong menggunakan aliran udara dari pengering rambut. Tidak akan berfungsi jika bola terlalu berat, atau terlalu jauh dari pengering rambut.
Baru-baru ini, para peneliti di California Institute of Technology mengungkapkan sebuah metode yang dapat digunakan untuk memanipulasi objek dari berbagai ukuran dan bentuk dengan sinar cahaya. Prestasi teoretis bergantung pada pola skala nano unik yang terukir di permukaan objek yang didorong cahaya.
Bagaimana Cara Kerjanya?
Pola skala nano yang unik berinteraksi dengan cahaya sedemikian rupa sehingga objek dapat menyeimbangkan dirinya sendiri di udara, menghasilkan torsi pemulih untuk menjaganya tetap dalam sorotan. Pola-pola ini mampu mengkodekan stabilitasnya sendiri, menghilangkan kebutuhan sinar laser yang sangat terfokus. Bahkan, sumber cahayanya bisa jutaan kilometer jauhnya.
Referensi:Fotonik Alam | doi:10.1038/s41566-019-0373-y | Caltech
Manipulasi optik yang menstabilkan diri dari objek makroskopik ini dapat diperoleh dengan mengontrol anisotropi hamburan cahaya di sepanjang permukaan objek.
Merekayasa anisotropi optik untuk manipulasi penstabilan otomatis | Atas perkenan peneliti
Para peneliti mencari asimetri dalam respons optik untuk memastikan bahwa torsi pemulih dapat dihasilkan untuk struktur yang dipindahkan dari orientasi keseimbangannya. Mereka menekankan pada penciptaan respons yang tepat sebagai efek kolektif dan mengembangkan sekelompok elemen nanofotonik yang dapat menunjukkan dinamika pemulihan diri yang pasif.
Aplikasi
Meskipun masih teoritis, teknologi ini dapat digunakan untuk mengembangkan pesawat ruang angkasa bertenaga cahaya yang dapat mengunjungi planet-planet di luar tata surya kita. Itu masih jauh, tetapi para peneliti saat ini sedang menguji prinsip-prinsipnya.
Pesawat ruang angkasa dapat diukir dengan pola skala nano khusus dan ditenagai / dipercepat oleh sinar laser berbasis Bumi. Mereka akan dapat mencapai kecepatan relativistik dan mungkin mengunjungi bintang-bintang yang jauh, tanpa membawa bahan bakar apa pun.
Baca:Balok Traktor Akustik Melayangkan Material Ringan Dalam Kekosongan Tanpa Suara
Namun sebelum teori propulsi ringan ini digunakan untuk menggerakkan pesawat ruang angkasa, teori ini dapat mendorong pembuatan objek yang lebih kecil seperti papan sirkuit.
