Ilmuwan Mengembangkan Metode Berbasis Cahaya untuk Mengangkat dan Mendorong Objek
Meskipun masih teoretis, teknologi ini dapat digunakan untuk mengangkat objek dengan berbagai ukuran dan bentuk menggunakan sinar cahaya.
Teknologi ini juga dapat digunakan untuk mengembangkan pesawat angkasa yang didorong laser untuk eksplorasi angkasa.
Kemampuan cahaya untuk memberikan gaya dan momen merupakan salah satu fitur utama manipulasi optik materi. Untuk membuat manipulasi ini stabil, sumber harus menunjukkan potensi jebakan yang cukup kuat.
Dalam beberapa dekade terakhir, ilmuwan telah menemukan banyak pendekatan untuk manipulasi mekanis berbasis cahaya, yang paling terkenal adalah pewangku optik yang menggunakan tekanan radiasi dari sinar laser untuk memindahkan dan memanipulasi objek kecil. Metode ini menjadi dasar untuk Hadiah Nobel Fisika tahun 2018.
Kini, ilmuwan telah berfokus pada dinamika levitasi dalam sistem optomekanis untuk merealisasikan superposisi mekanika kuantum dan pendingin kondisi dasar.
Namun, sebagian besar teknik yang ada hanya dapat memanipulasi objek mikroskopik pada jarak yang sangat pendek. Ini seperti mengangkat bola tenis meja menggunakan aliran udara dari pengering rambut. Ini tidak akan bekerja jika bola terlalu berat, atau jika bola terlalu jauh dari pengering rambut.
Baru-baru ini, peneliti di Institut Teknologi California mengungkapkan metode yang dapat digunakan untuk memanipulasi objek dengan berbagai ukuran dan bentuk menggunakan sinar cahaya. Prestasi teoretis ini bergantung pada pola nano skala unik yang terukir pada permukaan objek yang didorong cahaya.
Bagaimana Cara Kerjanya?
Pola nano skala unik ini berinteraksi dengan cahaya dengan cara yang memungkinkan objek untuk menyeimbangkan dirinya di udara, menghasilkan momen pemulihan untuk menjaga agar tetap berada di dalam sinar. Pola ini mampu mengenkode stabilitasnya sendiri, menghilangkan kebutuhan akan sinar laser yang sangat difokuskan. Faktanya, sumber cahaya dapat berada jutaan kilometer jauh.
Referensi: Nature Photonics | doi:10.1038/s41566-019-0373-y | Caltech
Manipulasi optik yang stabil sendiri dari objek makroskopik dapat diperoleh dengan mengontrol anisotropi pencaharan cahaya di sepanjang permukaan objek.
Rekayasa anisotropi optik untuk manipulasi yang stabil sendiri | Dari pihak peneliti
Peneliti mencari asimetri dalam respons optik untuk memastikan bahwa momen pemulihan dapat dihasilkan untuk struktur yang tergeser dari orientasi seimbangnya. Mereka menekankan pada menciptakan respons yang sesuai sebagai efek kolektif dan mengembangkan sekelompok elemen nanofotonik yang dapat menunjukkan dinamika pemulihan pasif.
Aplikasi
Meskipun masih teoretis, teknologi ini dapat digunakan untuk mengembangkan pesawat angkasa yang didayakan cahaya yang dapat mengunjungi planet di luar sistem tata surya kita. Itu masih perlu waktu yang lama, tetapi peneliti saat ini sedang menguji prinsipnya.
Pesawat angkasa dapat diukir dengan pola nano skala khusus dan didayakan/dipercepat oleh sinar laser berbasis Bumi. Mereka akan dapat mencapai kecepatan relativistik dan mungkin mengunjungi bintang yang jauh, tanpa membawa bahan bakar apa pun.
Baca: Peta Tarik Akustik Mengangkat Bahan Ringan dalam Ruang Hening
Namun, sebelum teori dorongan cahaya ini digunakan untuk daya pesawat angkasa, ini dapat meningkatkan pembuatan objek yang lebih kecil seperti papan sirkuit.
